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长时储能赛道诞生一笔超级融资,是谁打破今年清洁能源行业融资纪录?何为长时储能?

长时储能赛道诞生一笔超级融资,是谁打破今年清洁能源行业融资纪录?何为长时储能?

2024-10-16 09:22

长时储能赛道诞生一笔超级融资。

近日,长时储能独角兽公司Form Energy完成4.05亿(约合人民币28.66亿元)美元F轮融资,打破今年清洁能源行业融资纪录。至此,Form Energy的融资总额达到12亿美元。

所谓长时储能,从字面上看就是能够实现约8 小时到数天甚至数周的充放电循环的技术(Long Duration Energy Storage,LDES)。人们最熟悉、应用最成熟的,是蓄水储能,就是把水蓄在山顶水库。

为什么需要长时储能?随着风力发电、光伏发电越来越多,但受天气等多种自然条件影响,通过风力、光伏发出的电并不稳定,直接并入电网会给电网造成很大压力,必须在风力和光伏发电场周边建长时储能电站,先把电存起来,需要的时候再释放。

可以理解为,它就是一个超大型充电宝。如果没有成熟、经济的长时储能技术,电力行业想逐渐摆脱火电,以再生能源为主,就难以实现。因此,长时储能技术也被认为是可再生能源和电力行业脱碳的核心。

当并网电量较小、持续时间短的储能可以使用磷酸铁锂电池,但储能时间超过4小时,就要用新型的长时储能技术,比如液流电池储能、熔盐储能等。况且,锂电池原料价格比较高,供应也容易受到限制,大规模储能也有较大的安全风险。

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Form Energy本轮融资获得的资金将被用于开发铁-空气电池。Form Energy 的铁 - 空气电池原理是:利用水基电解质逆转腐蚀过程的充放电。

具体做法是:将薄板阴极和由铁粉制成的阳极与网固定在一起,中间是水基电解质,放电时,电池“吸入”空气中的氧气,与水基电解质发生反应,将铁转成铁锈;充电时,施加电流将铁锈重新转换成铁,电池随之“呼出”氧气。

据Form Energy透露,这种铁-空气电池每千瓦时的储能成本将低于6美元,并能够提供长达100小时的持续电力供应。而目前使用的镍、钴、锂和锰矿物的储存成本在每千瓦时50至80美元之间。

Form Energy创办于2017年,两位创始人是马特奥·哈拉米略和蒋业明。哈拉米略曾经是特斯拉电池开发主管,蒋业明是麻省理工学院材料科学教授,曾经创办过**锂电池公司A123和致力于研究半固态锂离子电池的24M公司。

Form Energy创办不久,就获得了来自突破能源资本(Breakthrough Energy Ventures,BEV)的900万美元投资,而BEV是2016年由盖茨、贝索斯、布兰森、扎克伯格、马云等大佬联合创立,关注“可能会为世界提供下一代经济、可靠以及环保绿色能源”的创业公司。

哈拉米略透露,Form Energy的100小时铁空气电池储能系统已达到完备状态,即将迈入批量生产与商业部署阶段。

到2030年,长时储能市场规模预计将达到1325亿美元,复合年增长率为42.5%。当前市场价值为234.6亿美元。有专家预计,至2050年,长时储能储电量占比将达95%。

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在中国,在新能源“强制配储”背景下,各地在政策上也加大了对长时储能的扶持力度。“十四五”期间,中国将推动大容量、中长时间尺度储能技术示范,推动全钒液流电池、铁铬液流电池、压缩空气储能、熔盐储热、氢储能等多种类别的长时储能技术研发。

中国在长时储能赛道也有独角兽公司。由大连融科储能集团股份有限公司和中国科学院大连化学物理研究所合资成立的大连融科储能技术发展有限公司在2023年完成超10亿元B+轮融资。厦门海辰储能正谋求赴港IPO,B、C两轮融资超过65亿元,估值近300亿元。

什么是长时储能?

储能应用场景的多样性决定了储能技术也向着多元化发展。而长时储能具有多种优势,在能源消纳中发挥重要作用。
长时储能目前正处于发展初期,国内外尚未对长时储能持续时间进行统一定义,通常认为持续放电时间不低于4小时、寿命不低于20年的储能技术为长时储能(LDES)。

2021年,全球长时储能委员会在其首份报告《净零电力——可再生电网长时储能》中对长时储能的概念进行了定义。在该报告中,长时储能系统被定义为任何可以长期进行电能存储的技术,该技术同时能以较低成本扩大规模,并能维持数小时、数天甚至数周的电力供应。2021年美国桑迪亚国家实验室发布的《长时储能简报》认为,长时储能是持续放电时间不低于4小时的储能技术。美国能源部2021年发布的有关长时储能的报告,则将长时储能定义为额定功率下持续放电时间不低于10小时的储能技术。
虽然长时储能技术多处于商业化早期阶段,仍未大规模普及应用,但近年在规模上有所突破,应用模式也逐渐增多,技术各有千秋。

长时储能技术分类?

长时储能技术可划分为物理储能(抽水蓄能、重力储能、压缩空气储能)和电化学储能(氢储能、液流电池、熔盐储能),物理储能具备寿命与成本优势,电化学储能具备电能转换效率高和建设周期短的优势。

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资料来源:《新型电力系统发展蓝皮书》(国家能源局)

从技术性来看,统筹考量技术成熟度、能量效率、调节尺度、响应时间和建设条件五个温度,抽蓄是目前技术成熟度最高、能量效率最高、调节尺度最长的长时储能,但容易受建设条件的限制;光热和氢储能能量转化效率较低,为50%左右,并且氢储能技术还不成熟;液流电池和压缩空气技术相对成熟,基本具备大规模开发的条件。

锂电池混合其他技术路线的项目应用陆续出现,多种新型储能技术互补以适用多元场景诉求。长期看,随着储能应用场景更加多元和多种新型储能技术更加成熟,在经济性与适用性的综合考量下,混合式储能组合应用将会成为发展方向

长时储能发展进程?

新能源渗透率快速提升,发电随机性、波动性、季节不均衡性等问题带动长时储能需求。长时储能有助于解决新能源间歇性出力,提升新能源消纳能力。
据国家能源局数据,截至2023年12月底,全国可再生能源发电总装机达15.16亿千瓦,占全国发电总装机的51.9%,在全球可再生能源发电总装机中的比重接近40%;2023年全国可再生能源新增装机3.05亿千瓦,占全国新增发电装机的82.7%,占全球新增装机的一半,超过世界其他国家的总和;全国可再生能源发电量近3万亿千瓦时,接近全社会用电量的1/3。
新能源渗透率的快速提升,叠加其出力的不稳定性,对储能的需求进一步提升。

长时储能可以增加电力系统的灵活性,即在电力供应过剩时储存电能,在需要时释放,以此来缓解供需矛盾,调节供需波动。根据研究 ,在新能源装机占比达到15-20%时,4小时以上的长时储能需求将成为刚需,当风光发电占比达到50%-80%时,储能时长需要达到10小时以上。

图:国内新能源发电比例持续提高

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资料来源:国家能源局,中金公司研究部


长时储能有望推动风光储一体化储能系统成本不断下降。技术的不断进步和部署经验的日益丰富将进一步提高这些储能技术在长时储能应用中的可行性和性能。政策的扶持和新的市场机制对于推动这些新兴技术的早期部署和商业化应用至关重要。

多地配储市场要求提升至4h

多部委联合印发的《关于推动能源电子产业发展的指导意见》强调要研究突破超长寿命高安全性电池体系、大规模大容量高效储能等关键技术,发展低成本、高能量密度、安全环保的全钒、铬铁、锌溴液流电池。
新能源配储时长国内外仍存较大差距,国内各地区相继出台4小时以上配储政策。河北、西藏、内蒙古等10个多省份明确提出配置4小时以上长时储能,推动4小时以上储能技术实现规模化应用。截止2023年底,国内已建成投运新型储能项目平均储能时长2.1小时。随着可再生能源占比提升,电网调节压力增大,配储由最初的鼓励引导到成为并网标配,再到目前部分省份不合格受罚,比例从10%-20%逐步上升至15%-30%,配储时长从1-2小时提升至4-5小时,据统计河北、西藏、内蒙古、上海、新疆等10个多省份明确提出配置4小时以上长时储能。

长时储能是碳中和时代的必然选择,未来可再生能源占比越大,建设长时储能的必要性和急迫性就越大。长时储能技术天生就是带着为电力系统转型服务的目标而来,其市场前景和发展速度也主要受电力系统转型发展路径和节奏影响,建议企业尽早布局相关技术路线,做好一定的技术研发积累或获得稳定的技术支持,以便把握有力的发展时机。

本文不构成任何投资建议,文章来源:铅笔道、江苏省储能行业协会

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