光伏+储能产品方案助力碳中和达标——晶科能源田广为

“中国光伏行业协会预计十四五期间，中国年均新增装机有望达到70-90GW，全球有望达到222-287GW。2019年累计储能需求是17GW，去年和今年都会有翻倍的情况。到了2025年，经预测，它居然可以达到300GW。”晶科能源高级产品经理田广为在第六届（2021）国际储能技术大会上发言。

直播专题：SNEC第十五届(2021)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会

田广为：大家好，我是晶科能源产品管理部的田广为，感谢主办方给我们这次一个展示的机会，希望通过这次机会能够跟各位同仁、专家们能够有后续的技术方面的交流或者共议未来碳中和达标的方向。

晶科作为一个光伏厂商，我们在之前的很长一段时间里都是作为光伏行业的龙头，现在光伏发电已经成为了能源的国策，它不单单是简单的一个能源的形式，已经成为了未来一个国家发展的方向，在能源这个板块里。

国家能源局新能源司夫斯长任育之也表示，十四五光伏新增装机规模将远高于十三五，中国光伏行业协会预计十四五期间，中国年均新增装机有望达到70-90GW，全球有望达到222-287GW。

对于新增装机的预测，一直是指数性的增长，我们对于光伏或者对于新能源来说，整个国家都是一直在支持着，一直在促进这个行业健康有序的发展。随着光伏装机量或者新能源装机量不断增加，带来一个主要问题就是新能源的渗透率问题，可以根据IRENA数据，目前新能源发电占比是大概12%左右，到了2030年，也就是碳达峰的那一年，可以达到42%，到2060年，这个数字会更加高。但是新能源装机没办法停止，我们为了达成碳中和这个目标，新能源装机会一直持续，但是相应的一个问题就是我们电力系统消纳，如何去消纳日渐增多的新能源，这相信是电力系统管理者，还是小到做产品，做电站开发的公司也好，都是非常重要的一个热点问题。

大家都知道光伏它并不是一个稳定有序的能源形式，它是可再生，它是一直到可以存在的一种能源，但是它还有几个小的问题，就是它的间歇性、不稳定性等等，它就会对整个电力系统有一系列的影响，将影响我们电网的稳定性。对于整个电力系统调度，包括整个电力系统的经济运行，都会产生一系列的影响。

我们在中国的很多地区，不光是中国，全球其他国家也是有类似的问题，我们在做光伏电站的时候，容配比是非常重要的一个参考参数。更多情况下，我们电站开发者希望我们采用更高的容配比，因为更过的容配比往往带来更低的度电成本，容配比它的趋势就是越来越高。但是高容配比带来一个最直接的原因就是弃光的百分比会提高，可以看一下弃光的原理，当容配比不断提高的时候，我们逆变器的输出，或者整个系统的输出还是一个额定值，就会导致我们到高辐照度的时候，我们一部分能量就会被损失掉。或者更多情况下就是，我们由于电力系统的整体调度，不得不牺牲一部分光伏的能量，牺牲一部分新能源的能量，来维持整个电力系统的发电和负荷平衡。国家也对于容配比做了一些限制，包括最新发布的光伏发电系统能效规范中也提到了，它根据EPC的建设成本和光照情况，来规范某个地区容配比的选择。

还有一点，我们在很多情况下，一些光伏发电比较好的地区往往都是一些用电比较少的地区，这样就牵扯到电力调度，来去维持当地一个发电与用电的平衡。

随之而来的就是储能相关的政策，为了达到“碳达峰 碳中和”这一目标，但是可再生能源必须不断的去进行发展，它就会带来一系列不确定性和不稳定性，储能一个很重要的特点就是它的稳定平滑和灵活调度。国家也分了多个阶段，逐步的去实现我们这个伟大的战略目标，包括前五年我们要不断的去发展风光的项目建设，后面五年我们还是要把储能引入进来，来保持电网的稳定性。到后30年，我们将光伏或者新能源+储能协同发展，不断的去做到完全替代化石的能源目标。不光是在中国有一系列的政策，在海外也有很多和储能相关的政策，我大概也列了一部分。当然这也不是全部的，是一些有代表性的。大家都知道，海外户用储能或者工商业储能，它的需求是非常大的，在当地他们也是想促进当地储能的发展，也会根据户用或者用户侧的储能，制定了一系列的补贴政策。有些国家，比如像澳洲，它之前有很高的补贴，现在它也把补贴下调了。当然我们看上去，可能想限制这个行业的发展，但我觉得更多的是促进这个行业相关的技术发展。因为当我们把补贴减少的时候，就意味着降本增效的技术的会出现。

对于国内来说，更多在于我们调频调峰的相关电力辅助服务的升级，提升电交易模式的盈利性，怎么优化其中的盈利模式，这是未来我们中国对于储能相关政策的升级。

为什么我们要做储能，就是储能系统它在不同的节点，包括发电端、电网端、用户端，在多个节点都可以为电网消纳体现它的作用。对于发电端，我们采用光伏+储能的形式，一方面减少了光伏发电的弃光率，另一方面，也降低了对于电网的消纳。电网端也可以引入储能电站，比如说做调频调峰，或者缓解线路阻塞，通过对电池系统的充放电，来控制整个电力的平衡。用户端，它的应用模式就更多一些，包括削峰填谷，备用电源，或者偏远地区微电网的形式，都在通过储能这种形式来把新能源发电给它做的更加有声有色。

但是现在储能渗透率和新能源比起来差的非常多，（迈肯兹）提供的数据中，2021年现阶段储能的渗透率大概只有1.4%，但可以看到，整个新能源发电，或者说新能源它的装机量非常非常高，已经达到800GW的高度。但是，储能那条线，黄色那根线，它的占比是非常小的。即使到了2025年，这个数字也只会达到3%，所以储能的发展前景也好，或者我们对于储能的需求量还是非常大的。这也就是为什么晶科作为一个光伏组件厂商，也要参与进来，去提升整个能源结构优化的进程。

晶科也推出了一系列和储能相关的产品，这是我们一个户用储能产品，在今年也进行了发布，它名字叫SUNTANK，把太阳能能量储存到电池里面，大概这样一个含义。它是户用，所以它的输出大概在5.9千瓦。我们也做了一些分析，一般6、9、12这个搭配可以覆盖97%以上的需求。同时，这款产品它的电流输入发值比较高，可以达到14安，所以可以完美搭配我们新推出的组件。同时循环寿命可以达到8000次以上，同时支持最低-30摄氏度的正常工作，即使在寒冷冬季，通过加热，也可以保证它正常的运行。

户用储能的工作模式也比较简单。但它对于从用户端，或者从家用一个小的单元来说，来减少对于电网的消纳，就是我们并不是说在集中式的，或者说更大范围之内去调控整个电网的平衡，而是在一个小的节点，在一个用户端很小的单元里面，去减少对于电网的影响。这个无论在海外，在中国的部分已经慢慢开始做起来了，包括日本现在在推VPP，就是虚拟电厂，包括在南澳地区，特斯拉在那边也有做一些相关的虚拟电厂的示范性项目。我觉得户用储能虽然在中国现在还是在一定起步阶段，但是在海外已经是大范围推广了。对于户用来说，即使光照很高的时候，我们通过储能，也可以把这部分光照能量储存起来，留到晚上或者第二天早上使用，这样就基本保证了我们对电网尽可能小的影响，同时也提高了光伏的利用率。对于工商业来说，我们也希望能够，尤其对于电网消纳也好，或对于提高光伏利用率也好，我们希望能够提供一个光伏组件加储能的一体化方案给客户。对于工商业储能系统，或对于工商业级别的用户侧系统主要几种场景，第一种就是峰谷套利，就是我们在用电高峰阶段，把电池电量释放出来卖给电网，在用电低谷阶段，从电网取电，去给电池充电，通过这样的价差来去盈利。一般来说在一些工商业比较发展的地区，它的电价差大概达到7-8毛，所以现在来说，而我们经过一些行业的分析，目前来说我们电价差从六毛到一块一不等，在中国地区峰谷条例这种盈利模式是可以实现的，并不是简单的示范性项目了。

我们也根据一些行业机构的预测，未来对峰谷套利这种形式来说，是有非常大的潜力。2019年累计储能需求是17GW，去年和今年都会有翻倍的情况。到了2025年，经预测，它居然可以达到300GW，只针对峰谷套利的这种储能需求。另外一种也比较常见，光储微电网，我们也做了软件模拟等的工作。这个数据是根据非洲某地项目的一个软件模拟和经济性模拟，当地电价，第一行，电网电价非洲地区是0.5-1.1元，但其实当地很多地区是没有电网的，他们如果需要铺设电网的话，每个电力接入电就要花费1.6万元，也就是每个配电箱就要花1.6万元，这对于当地一个居民来说是非常难以接受的。尤其非洲很多地区他们的收入也很低，财产也很少，所以让他们付出1.6万元是蛮高的额度。

交流耦合和直流耦合结构的对比，交流耦合的特点就是，我们在把光伏侧的系统和电池侧的系统，在AC母线上进行耦合，这样有一些小问题，就是必须要把光伏输出的电压、频率等，必须要和储能变流器侧，就是电池系统侧的输出做一个平衡，这都是要看整个能量系统的能力，还有它的精度。所以有的时候交流耦合的系统并不是特别稳定的一种形式，如果我们采用直流侧，它的输出只有储能变流器这里，这样EMS会更好的进行控制。但是，交流耦合它有个特别大的优点，在光伏侧它是非常容易扩容的，但在直流耦合里面，有时候会因为扩容的问题会受一些限制。但是它非常适合小型的微电网的场景，而小型微电网的场景，从我们拿到的一些数据来看，占比会更多，这种大型的反而会建的比较少。

另外一种是电网侧的储能，电网侧的储能一般来说就是调频调峰应用会多一些，大家都知道电网频率是一直波动的，而它波动的一个主要原因就是因为我们用电和发电不平衡导致的。我们通过储能这种形式，将多发出来的电储存起来，当用电多的时候，再把电池当中的电释放出来，所以就达成了电网用电和负荷的平衡。现在在不同的国家，欧美地区也好，甚至一些不发达的国家也好，他们都有一些调频调峰的盈利模式，他们通过调节速率、调节精度等几个指标，来评价调频盈利，如果这三个系数很高的话，三个综合指标都很高的话，这个项目就会得到更大的盈利。我们的储能系统就以它快速响应和灵活精度，可以给我们的项目带来更高的收益。

在发电侧，晶科也有一些定制化的解决方案， 首先几点，我们通过光储一体的系统，可以更好的减少弃光率。第二点，如果采用直流耦合。更重要一点就是，我们这种能量管理调度更加容易，不需要单独去调度光伏侧的能量，只需要调度光储一体的能量输出。

从近些年来，有多起由于储能失控而导致的火灾，就像今年在北京大红门的储能爆炸，也给我们敲响了警钟，我们如何去提升储能项目的安全性。包括材料选型上，包括模组结构上，包括实时的可燃性气体探测，如何去灭火，如何去防火，这些消防技术我们都要去更好的提升。大家都知道，储能的价格近些年不断下降，也给整个行业带来一个新的发展机遇，这个也是根据迈肯兹提供的数据，2021年，能量型的储能项目它的造价大概在500美元每千瓦，它是根据功率来去做计算的。到未来，可以大概减少20%，在2025年。我们这个行业它的成本是不断的下降，但是离我们真正实现光储平价还是有一定的差距。

我们如何去提升，第一，我们如何去提升效率，包括储能逆变器，包括我们在整个系统设计上如何去进行优化。第二，我们电芯的一致性，保证电芯一致性，一方面提升安全，一方面也提升整个生命周期的长度。第三，包括液冷设备，模块化，系统不断的升级，也会给我们整个系统成本产生降低的作用。还有一点，如何去优化我们的能量管理系统，保证实现电力交易时候的利益最大化，这都是需要我们未来的发展和未来的思考。

今天我的报告演讲完毕，谢谢大家。

（发言为北极星储能网根据速记整理，未经本人审核）