专家详谈压缩空气储能未来前景(有节选)
调研团深圳财富club 2022-11-05
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第一部分: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。
第二部分: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。
第三部分: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。
第四部分:产业链玩家、技术集成能力对比
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。
第五部分: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。
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