压缩空气储能特点、收益模式和容量电价政策
压缩空气储能优点:容量大(单机可达300MW),寿命长(可达30年以上), 衰减小(只要不漏气),造价可控(不需要稀有金属);工期短(18个月 vs 抽 蓄7-8年);选址不受限制。缺点:效率较抽蓄低(60-70% vs 75%-80%);不 适合小项目;产业链不够成熟
成本和收益:张家口项目100MW×4h,造价7.07亿,1600-1700元/kWh, 7000元/kW,换算到度电成本大概是2毛5。一年330次循环,30年寿命,每年 一个月检修期。收益可以参考电化学储能在电源侧、电网侧、用户侧的收益模 式。
容量电价:国家正在探讨出台,征求了各个省发改委的意见,正在整理采纳的过 程当中,是不是还会再出新的修订征求意见还不确定。希望给予公平的政策,各种储能技术自由竞争。如果出容量电价,项目可能会大干快上,但也取决于政策力度
项目数量和节奏:今年公开信息2+GW,但有些只是签框架协议。ZCGN有 1.2GW,比较明确,签框架完成备案的,大概还有1.8-2GW,总体上有3-4GW 项目的储备量。今年以来由于对长时储能的需求大增,抽蓄工期无法满足,对压 缩空气有溢出效应,技术路线呈现百花齐放,锂电之外发展也很快。
集成商:ZCGN压缩机、膨胀机、系统集成都是自己做,所有图纸自己画,分拆 几十个供应商委外加工,自己调试,也在建自己的核心零部件工厂,类似手机界 的华为,最难最慢,自己掌握的最多。清华是学术型,掌握系统总体设计、参 数,交给设计院出图纸,再交给制造企业生产,但不控制产业链、技术链。ZGNJ是与清华合作后掌握了一些技术,成立数科公司,自己投项目,开放竞 标,声势较大,但还没有项目建成。
设备商:压缩机壁垒较高,并不是生产压缩机的就能做储能压缩机,需要具体项 目落地才算业绩,真正提供系统解决方案的只有ZCGN一家。此外SEG拿到了ZY 的压缩机,东汽拿到了金坛项目的换热器,其他没有完成的项目案例。进口产品 没有代差的情况下价格高达1.5到2倍。成本拆分:以张家口项目为例,第二台套可下降到6000/kW左右,其中压缩 机、膨胀机各占20%,蓄热换热装置15-20%,储气装置20-30%,厂房土地等 10%。电网接入费用视变电站距离一两千万到数千万不等。
【压缩空气储能特点】
容量大,可以做到单机规模300MW。寿命长,可以做到30年以上,周期不受限 制,成本比较低。德国的项目已经做到30年了。压缩空气储能的周期不受限 制,只要不漏。单位造价比较低,因为他主要是机械装置,而且存储介质又是空 气,他的功率元件,主要是机械装置,不牵扯贵金属,造价是可控的,主要的存 储介质空气也不用花钱买,成本可能会低于抽水蓄能。
主要的缺点是,目前来看,他的效率比抽水蓄能还是要低一些,一般公认的压缩 空气效率,德国和美国的项目,一个在40+%,一个在50+%。新型压缩空气, 热工所的项目,10MW的60%,100MW 的70%。抽蓄可以做到75%左右,好 一点的植被少的,渗透少蒸发小,自然降雨的,接近80%。公认的比抽水蓄能 低5个点。
压缩空气也不太适合太小的容量,因为压缩空气还是要有系统,压缩、膨胀、存 储,麻雀虽小五脏俱全,太小的单位效率不容易做好,比较适合规模较大的应 用。跟抽水蓄能相比,大的优点是选址不受限制,抽蓄是要建设上下两个水库水 坝,破坏环境,移民问题,周期也比较长,7-10年,8年左右,压缩空气18个月 左右。压缩空气和抽水蓄能相比成熟度还不够,产业化初期,抽蓄已经有上百年 历史,产业链比较成熟
【度电成本、收益模式和容量电价政策】
Q:张家口的100MW级项目的度电成本?A:造价是7.07亿,初装成本,100MW×4h,1600-1700元/kWh,7000 元/kW,换算到度电成本大概是2毛5。一年330次循环,30年寿命,每年一个 月检修期。
Q:收益模式?
A:第一种,可再生能源+储能,风光储一体。第二种,电网侧储能,类似抽水 蓄能,响应电网调度,依靠容量电价和电量电价,以示范项目的形式是可能的。电网特别需要长时储能,抽水蓄能虽然开工了很多,但是建成是7年以后的事 了。第三方面就是用户侧,比较成功的就是山东的共享储能模式,用户能够租 赁、购买服务,共享储能是个比较好的商业模式,山东储能收益主要靠共享储 能,容量电价很少。第四种,发电企业或者用户自己装,峰谷差套利省钱,电能 质量管理,极端情况下保电,提高电力保障可靠性。
Q:容量电价的预期?
A:毕节的比较早,规模较小,最重要的是让他示范应用起来。张家口是个风光 储一体化的项目,100MW压缩空气300M风和500M光,经济性可以算过账来 了。目前在争取容量电价和电量电价,目前来看还是比较乐观。国家的关于两部 制电价的政策正在研讨,目前来看,对新型储能,国家政策还是非常支持,具体 政策还是越来越多越来越细。容量电价可能捅破了就是一层窗户纸。
Q:可能有容量电价的支持,为什么对压缩空气会大力支持,其他包括钒液流电 池、电化学为什么没有?A:估计是抽水蓄能建了很多但是7年后才能起作用,但又很需要大规模的储能 技术。大连的那个液流电池也有容量电价,但是当时钒的价格很高。国家希望一 种或几种新型储能技术站出来,希望抽水蓄能顶上去。锂电池发展很快,但是因 为火灾等,搞这么大规模还有不同的声音。锂电的政策也不是不支持,也在研究。
希望国家给予公平的政策,不管什么技术路线都有同等待遇,各个企业自己去唱 戏,你能占到市场份额就是对的,靠市场来投票。我个人认为未来大家都是公平 的,平等开发的储能市场,政府搭台子定规则,各种储能技术、主体,都允许做 储能市场。
Q:8月份容量电价征求意见稿,现在什么状况了?
A:要看发改委最后动作,我可以讲的是,征求了各个省发改委的意见,正在整 理采纳的过程当中,是不是还会再出新的修订征求意见还不确定。
Q:容量电价如果参考抽蓄,是不是按照每个项目的成本一事一议给予保本?
A:政策没出台不评价,抽水蓄能比较明确,容量电价靠政府定价,成本核算, 收益率6.5%,电量电价靠市场,容量电价是为了保电网安全,电量电价是展示 你的作用和经济效益。应该是发展的未来方向,总体思路是所有储能技术同等待 遇,公平竞争。
Q:如果给了容量电价,项目是不是会上的比较猛?
A:规律上来讲,肯定会出现大干快上的情况,出现这种情况的概率很大,光 伏、风电、电动车、互联网都出现过。但是前期肯定会出现泡沫,储能可能还处 于产业化的初期、发展阶段。有没有可能出现大干快上,要看政策力度。
【项目数量、产业发展趋势】
Q:现在的国内的项目有多少?
A:今年公开信息应该有2个多GW,但是很多也是签个框架协议,有吹牛的。ZCGN有1.2GW,正常已经开工的有1.2GW。其他的各个省公开的2GW。ZCGN签框架完成备案的,大概还有1.8-2GW,总体上有3-4GW项目的储备 量,比较明确的是1.2GW。总体上发展趋势很好,坦率说,具体数据还得真开工那些,有些开工仪式都是假 的,不要听说要干啥,一定要听干成了啥去判断。
Q:直观上,去年到今年,项目启动、开工有什么变化吗?
A:个人感觉还是比较大的变化。以前观望比较多,由于我们张家口项目进展比 较快,现在已经并网运行,对技术认可度有大幅提升,这是一个。第二是市场需 求很大,不是针对压缩空气,而是整个储能市场,但是抽蓄又满足不了需求,对 压缩空气有溢出效应。政府层面。21年之前,锂电池一枝独秀,锂电池发展很 快,关注度最高,期望最高。进入22年以后,多种储能技术并存的思路,今年 我们看压缩空气、液流、钠电关注度很高,并不是其他的都不行,锂电之外的发 展也很快。
Q:产业链玩家三个,ZGNJ、ZCGN、清华/ZY合资公司,三家的特点?
A:ZCGN是中科院热工所资本和技术结合创业型企业,从最基础的技术做,部 件,压缩机膨胀机、系统集成,换热系统都是自己做。ZCGN技术原始创新的是 硬科技这条路,所有部件图纸自己画,拆成很多,分别加工,自己集成,有点像 手机界的华为,自己总装集成,这条路最难也最慢,但是自己掌握的最多。
清华是做学术的路子,系统总体设计,热力学分析,总体的参数。简单说,在他 那里,压缩机就是方框,然后交给设计院,出工程图纸。设计院做了机器参数 后,交给制造企业,如果有现成产品就抓一个,没有就请企业加工一个。清华走 的路子就是把总体方案做出来,他不控制整体的产业链、技术链。金坛项目,把 总体思路告诉了江苏院,江苏院做了整体系统设计,到市场上采购压缩机膨胀 机,攒成系统,系统是江苏院和清华一起做的。
金坛结束后,江苏院说自己也能做,ZGNJ就成立了SK,是工程建设单位的思 路,自己投资,对外宣称的两个项目都是自己投资。他是2022年2月份才成立的 公司,他是从来没做过压缩空气储能的。通过ZGNJ江苏设计院取得了清华的一 些资料,其他途径取得一些资料,自己投资总包,开放大家竞标,我先建起来, 声势造起来。他是商业的思路,这是ZGNJ的状态。
清华大学有点像小米,委托然后合成,会比较快。ZGNJ还没建成一个,先把声 势造出来再说,宣布的两个项目都是数科自己投资的。
Q:国产供应链?
A:关键的部件压缩机、膨胀机、储热蓄热装置、储气装置。真正能够提供系统 解决方案的就ZCGN一家,清华属于系统设计,做完设计到市场上采购,其他的 没有成熟的模式,至少要做成几个项目,才算是搞定了。并不是生产压缩机的、 生产蒸汽轮机的就能生产空气储能,压缩机与其他的都不一样,需要攻关的过 程。如果有图纸的情况下,中国各个企业的加工能力还是不错的,但是设计能 力,研发积累不足。但是我们了解到的情况,图纸画出来,去加工还是没问题 的,唯一要注意的是质量控制。
Q:ZCGN竞争力是不是体现在图纸上?
A:成套的质量和保密体系,能够整体掌握的人很少,会拆成很多零件去加工, 压缩机、膨胀机、叶轮、机械,你即使拿到图纸也不一定能转出来,要调试。自 己有控制能力,拿到了也不一定能成,极个别人有全套图纸,拿到全套图纸,也 需要调试。
【设备造价拆分、供应链分解】
Q:1GW几十亿造价,其中设备什么比例?
A:张家口那个是示范性项目,第二台开始能下降15-20%,做到100MW造价6 个亿左右。不同的地理条件、电网条件、气候条件等各有不同。成本组成,压缩 机、膨胀机大概各占20%,蓄热换热装置占15-20%,储气装置 20-30%,厂房 土地等10%。还有一个变数,电网接入费用,如果附近1-2km有变电站,可以 节省几千万,近的话只要一两千万。设备投资,如果储气算设备,占80-90%。如果只算压缩机、膨胀剂、储热蓄热 装置,约50-60%。
Q:这三个装置,现在国内主要都有哪些人做?
A:ZCGN都是代工,分成四五十家,给我加工,该收多少收多少,ZCGN正在 建核心设备的加工厂,轴心、叶轮密封结构自己做,其他的委托加工。SEG拿到 了ZYZY的项目。
Q:供应链如何控制?
A:各个供应商只是零件,要是能做压缩机不可能。一个压缩机,有5级叶片, 我分成10家去做,动叶静叶拆开,轴我是另外一家,机壳另外一家,轴承另外 一家,还有他的转动变速传动机构,另外一家。控制系统、传感器,这些都拆 开,控制系统我们自己团队做,里面传感器我是买的,也分开两家。他可能别人 凑齐了需要好多年,完善要好多年,那时候我们新一代的都出来了。
Q:如果要提供整个压缩机,难度挺大?进口的用吗?
A:压缩机挺难的。进口的我觉得顶尖的做航发的厂家,都有这个能力,GE、罗 罗、三菱都有这个能力,大公司必须拿到订单才会做。拿到之后做研发定型的过 程,这5家大公司下定决心去干,肯定也能赶出来,性能也会不错,但是第一要 有订单,第二不会太快,西方人做事比较扎实,但是慢一点,性能都会不错,可 靠性指标都会不错。还有价格肯定比国内的贵,也是肯定的。这是我们在叶轮机械的感受。他们如果 有代差,2-3倍的价格,没有代差,我们的效率可能是97%,他们可能是 97.5%,这种情况可能是1.5到2倍的价格。
Q:膨胀机是一个厂家提供还是?
A:一般是两个厂家,一个升压、一个降压设备。ZCGN都是自己做的,也是拆 开图纸委托加工自己集成。国内只有金坛那个是东汽做的,其他的就是说说而 已,其他都没有做过,都只是要做。
Q:其他项目膨胀机谁做的?
A:没有,只有一个项目,张家口是我们自己做的。
Q:换热装置?
A:这个只是做出来难度不是很大,性能好很难。张家口做到98.7、98.8%, 90%的容易,再往上升一个点很难,压缩空气储能效率受部件影响比较大。电 动机效率,98%和97%之间。然后是压缩机,如果是86%和84%差两个点;蓄 热换热98%和95%差两三个点;膨胀机90%、86%,三四个点。发电机98%、 96%。串起来,效率差10%以上。达到70%效率很难的。
Q:有谁能做?
A:金坛那个,还有就是ZCGN,到那时候项目做好了发新闻,一定要做出来才可以