储能电池系统(BESS)在可再生能源整合和电力供应中发挥着重要作用,助力电力行业迈向全球气候目标。近年来,BESS的发展趋势正在加速。
全球储能电池发展概况
储能电池系统(BESS)在可再生能源整合和电力供应中发挥着重要作用,助力电力行业迈向全球气候目标。近年来,BESS的发展趋势正在加速。具体而言,根据国际可再生能源署(IRENA)的报告,BESS的年新增功率从2010年的0.1 GWh增长至2023年的95.9 GWh(图7.1)。仅2023年,BESS的新增功率就比2022年增长了近两倍,其中近一半来自中国,约四分之一来自美国。2010年至2023年期间,电能存储项目的成本下降了89%,降至273美元 / kWh。
图 7.1 2010-2023 年全球BESS项目成本与总容量
自2019年以来,负荷转移以平衡电力系统中的能源,已成为BESS最普遍的应用(图 7.2)。具体来说,BESS在需求低或电价低时从可再生能源中储存电能,然后在高负荷阶段释放,有助于稳定电网并提高能源利用效率。这一趋势日益增强,2019-2023年期间,用于系统平衡的储能使用比例翻倍,占新增储能功率的67%。这一增长主要得益于电池成本的下降,为能源转换创造了许多经济机会,尤其是在太阳能日益普及的情况下。
图 7.2BESS系统应用趋势
越南已安装BESS系统现状
顺应可再生能源整合趋势,越南从2019年开始部署应用BESS系统。然而,由于缺乏完善的BESS发展政策和规定,越南的BESS系统主要是客户侧系统(工商业),且属于安装在拥有屋顶太阳能的家庭中的小功率(<100 kW)系统。此外,一些中等功率(数百kW)的系统也已安装在客户侧或离网小型电网中,例如PECC2、白龙尾岛和胡志明市电力数据中心的系统,以及Vinfast于2024年安装的客户侧BESS系统(表 7.1)。
位置、运行时间 | 电池类型、功率、容量 | 分类 | 整合的可再生能源及功率 | 主要应用 |
PECC2创新中心,2021年 | 锂离子电池, 750 kW 2557 kWh | 客户侧 | 屋顶太阳能: 420 kWp | 优化能源消耗 |
白龙尾岛,2021年 | 锂离子电池, 630 kW, 2000 kWh | 小型电网 | 太阳能:504 kWp;风力涡轮机:1 MW | 确保离网小型电网的持续供电 |
胡志明市电力公司(EVNHCMC),2023年 | 锂离子电池, 312 kW, 432 kWh | 客户侧 | 屋顶太阳能: 137 kWp | 确保数据中心关键负荷的持续供电 |
芽庄 Vinpearl,2024年 | 磷酸铁锂电池(LFP), 1850 kW, 3700 kWh | 客户侧 | 未整合 | 能源买卖 |
表 7.1 越南已安装的部分中等功率BESS系统
PECC2 创新中心大楼的BESS系统是 2021 年投入运行时越南国内最大的BESS系统,体现了PECC2在主导储能技术应用方面的视野和先锋作用。该系统帮助PECC2降低高峰时段的用电成本,在电网电源出现故障时维持供电。此外,该系统还帮助PECC2最大限度地利用屋顶太阳能发电产生的电能。
在白龙尾岛,BESS是由太阳能、风力涡轮机、储能系统和柴油发电机组成的多元化供电系统的一部分。由于该岛远离大陆,岛上的电力系统未与国家电网连接,被视为独立运行的小型电网(国家级别)。储能在平衡电源 - 负荷功率、提高供电可靠性和增强岛屿可再生能源整合能力方面发挥着重要作用。
胡志明市电力公司(EVNHCMC)于 2023 年安装了BESS系统,为该单位的数据中心提供服务。该BESS系统是 EVNHCMC 小型电网试点项目的重要组成部分。在电网电源出现故障时,BESS 确保为数据中心的关键负荷快速持续供电。此外,BESS 与屋顶太阳能电池系统相结合,帮助 EVNHCMC 主动降低高峰时段的电能消耗。
2024 年在芽庄 Vinpearl 运行的BESS系统是目前规模最大的客户侧系统,未与可再生能源整合。通过在低峰时段从电网购电并在高峰时段向Vinpearl内部售电,该系统实现负荷转移,以降低 Vinpearl 的总电费,同时在电网电源出现故障时起到维持供电的作用。该BESS系统由Marubeni投资和运营,使用 Vinfast 电池工厂生产的LFP电池(信息来源:项目投资主体 Marubeni)。
尽管BESS系统的应用潜力巨大,特别是在越南可再生能源强劲发展的背景下,但目前越南尚未有大型并网BESS项目。
越南BESS生产现状
在BESS生产方面,近三年来,许多满足电动汽车和连续性能源存储需求的电池工厂相继建成。2023 年,越南 Vingroup 集团在河静省荣盎经济区的电池工厂投入运行,一期规模为每年 10 万套电池组,相当于每年 2400 万颗电池芯。属于Vingroup的VinES与中国国轩高科(Gotion)的合资工厂于 2022 年 11 月动工建设,具备每年 5 GWh的 LFP 电池供应能力,相当于3000万颗电池芯。国轩高科还在河静省考察并投资建设下一家工厂。西门子和AES成立了合资公司Fluence,并在越南北江省建厂生产基于锂离子电池的储能解决方案。截至目前,Fluence 已向国际市场出口了超过 2 GW的BESS。此外,韩国的LG化学和三星SDI等公司也在越南建设BESS生产工厂。最近,2024年11月,T&T集团旗下的T&T Energy与中国Cospowers 共同研究在越南投资建设储能电池生产工厂的合作机会,一期产能为每年2 GWh,预计将提升至每年 10 GWh。
越南见证了本地电池供应链与全球BESS市场的同步发展。2023 年,当全球BESS装机功率增长最快时,VinES电池工厂正式投入运营。随着国内外众多投资者持续建设工厂,越南有望成为全球BESS供应链的重要枢纽。除了生产,以VinES为代表的越南企业还主动投资研发电池核心技术,合作开发回收技术、超充技术,并大力推动BESS出口国际市场。
BESS 整合到越南电力系统的潜力和条件
1.越南BESS应用发展潜力
根据PECC2收集的可再生能源发电厂名单,截至2023年底,越南电力系统已拥有超过16.5 GW的太阳能(包括屋顶太阳能)和超过5.1 GW的风能,分别占系统总装机功率的 20.5% 和 6.4%。2017-2021 年期间太阳能和风能的爆发式增长带来了许多好处,但也因其不确定性、依赖天气和缺乏旋转惯性,给电力系统运行带来了诸多挑战。以下是一些主要挑战:
由于系统旋转惯性降低和系统扰动频率增加,电力系统过度不稳定的风险上升。
为确保频率稳定和短期电力供应,运行备用比例增加。
在调度和调节热电厂和水电厂时出现矛盾,既要优先利用可再生能源,又要确保日常供电(尤其是在风能和太阳能发电低或不发电时)。
扩展输配电网络以释放风能和太阳能功率的压力。
配电网调压设备的运行频率和损坏可能性增加。
需要调整配电网的保护方案和保护设置,以适应分布式电源的出现。
根据《电力规划 VIII》,越南致力于将能源从化石燃料大幅转向新能源和可再生能源,特别是风能和太阳能。到2030年,转换后的可再生能源(风能和太阳能)总功率将占国内服务需求总电源功率的32.8%,占预测最大负荷的54.6%以上。
然而,越南目前在电网上尚未有大规模储能系统用于保障功率或平衡能源。安装储能电源,包括BESS和抽水蓄能,对于未来维持电力系统稳定、解决上述挑战(尤其是输电网运行中的挑战)是必要的。因此,《电力规划 VIII》也制定了计划,到2030年越南将有 2400 MW的抽水蓄能和300 MW的客户侧BESS投入运行。
由于响应速度快(<1 秒)和充放电周期短(数小时),大功率BESS在功率应用方面具有优势,如快速频率调节、辅助提升发电功率、在高比例转换后的可再生能源电源接入国家电力系统时进行功率调峰。此外,由于全球技术研发的努力,BESS 成本持续下降,且由于单位安装面积的能量密度高,BESS 的安装不像抽水蓄能那样受到位置或功率规模的诸多限制。这些因素使BESS在越南电力系统中具有不可替代的作用。
目前,在规划到2030年的总功率2400 MW的两个抽水蓄能项目中,只有1200 MW的北艾抽水蓄能项目从2020年开始初步建设,预计2030年前完成。其他工厂尚未形成项目,因此难以在2030年投入运营。这种延迟可能导致越南电网上安装大功率BESS的需求高于规划数量。
除了在国家电网上安装大功率BESS和在可再生能源现场整合BESS以确保电网稳定和高效利用大规模可再生能源外,越南客户侧BESS市场也因屋顶太阳能系统的发展而获得强劲发展动力。根据 2024年10月22日发布的第135/2024/NĐ-CP 号决定中关于屋顶太阳能自产自销的鼓励机制,家庭和企业将迅速发展屋顶太阳能,以降低电费并服务于绿色转型目标。这也将导致客户侧安装BESS的需求增加,以进一步提高太阳能利用效率和开发绿色积分。
2.BESS 整合到越南电力系统的条件
为营造有利于BESS发展的环境,需要明确的法律框架和详细指导,以创建BESS应用市场,特别是市场激励性价格机制。此外,还需要考虑与基础设施、技术主导、资金资源和人力资源相关的其他因素。
3.BESS 整合到电力系统的法律路径
尽管越南已出台多项政策支持可再生能源发展,但与储能电池系统相关的政策和规定仍不完善。除了《电力规划 VIII》中提到的到 2030 年总功率300 MW的BESS发展计划外,大规模BESS发展仍缺乏完整的实施法律路径,具体如下:
尚未有BESS系统接入电力系统的技术连接规定(grid code)。
缺乏BESS应用的政策框架,包括辅助服务市场规定和BESS电力买卖价格机制。最新的第 36/2018/TT-BCT号通知规定了电力业务许可证的发放和收回程序,但在发电项目审批流程中未提及 BESS。
尚未完善与BESS相关的标准和技术规范体系。越南已对BESS系统应用了一些建筑和电力标准,但尚未有统一的国家标准。目前参考使用国际等效标准(如 IEC)。
2024 年,在国际技术支持下,标准质量发展研究院(ISSQ)与其他单位共同开展了BESS国家标准制定的详细研究。该研究评估了越南BESS的现状,通过借鉴先进国家的经验,构建了BESS标准发展战略。这是越南制定BESS标准的重要参考。
4.BESS 整合到电力系统的基础设施
如前所述,越南对储能系统(BESS)的应用需求迫在眉睫。随着全球BESS技术的跨越式发展,在越南应用该技术完全可行。然而,为推动BESS发展,除了完善法律框架和技术标准外,电网基础设施、土地储备、信息和调度系统也需要同步投资。
不同BESS系统对整合基础设施的需求不同。客户侧BESS系统利用现有的电网和场地基础设施,监控系统相对不复杂。电源侧BESS系统(包括电网上的大规模BESS系统)对电网基础设施、通信基础设施、场地和调度约束有更高要求。
在电网上安装大规模BESS的用地需求取决于系统规模和现有变电站的场地面积。在PECC2的《北越地区供电保障BESS研究》项目(2024 年更新)中,根据仅在多个110千伏变电站安装BESS以保障北越地区供电的方案,部分110千伏变电站的土地储备可满足相应分配的BESS系统功率,而许多其他变电站需要扩建土地。例如,下表展示了对4个110千伏变电站(Que Võ 2、 Đông Anh、An Lạc 和 Giao Thủy)安装BESS的用地需求初步计算结果(在该方案中计算了许多拟安装BESS的变电站):
序号 | 位置 | 省市 | 功率(MW) | 容量(MWh) | 需求面积(m2) | 土地扩建需求评估 |
1 | 110 千伏 Que Võ 2 变电站 | 北宁省 | 30 | 120 | 1647 | 需要扩建土地 |
2 | 110 千伏Đông Anh 变电站 | 河内市 | 70 | 140 | 2400 | 需要扩建土地 |
3 | 110 千伏 An Lạc 变电站 | 海防市 | 30 | 150 | 2012 | 可在现有变电站场地内安装 |
4 | 110 千伏 Giao Thủy 变电站 | 南定省 | 10 | 10 | 254 | 可在现有变电站场地内安装 |
表 7.2 安装BESS的用地需求初步计算
运行BESS的通信系统需要确保稳定性,以支持 SCADA 系统自动采集数据,并协助工程师进行BESS系统和电网的运行。安装在变电站的BESS系统将共享变电站的现有基础设施。如果BESS与变电站独立安装,则需要新投资通信基础设施。
5.与BESS系统投资相关的问题
BESS投资问题需要从投资主体的角度和利益模式进行考虑,包括财务方面,对应每个具体的BESS应用。
从纯投资角度(通常为私人投资主体)来看,投资成本与收入之间的关系,即资本回收和盈利的能力,是实施BESS系统投资的最重要因素。在BESS整合到可再生能源发电厂或热电厂以优化运行的情况下,需要根据整合BESS与不整合BESS相比给整个工厂带来的总体财务收益来考虑BESS的收入,例如避免因可再生能源电源功率削减而导致的收入减少、因可再生能源电源稳定性而获得的提价机会(DPPA)、通过优化运行(热电厂)确保收入等。
从系统角度(政策制定机构、越南电力集团 EVN)来看,投资BESS时还需要考虑其他重要因素,如BESS技术对电网上必要技术应用的不可替代性 / 替代性、避免的成本(停电造成的经济损失、提升输电能力的电网投资成本、替代高成本电源的运行成本)等,从整个电力系统的公共利益角度(如提高供电可靠性)出发。从系统角度采取的行动,例如出台政策机制为BESS应用开拓市场,将影响纯投资角度对BESS投资问题的评估结果。
目前越南尚未有针对电源侧BESS应用的政策框架,包括辅助服务市场规定和电力(能源和功率)买卖价格机制。尽管EVN从2024年11月起正式提议对部分客户群体试点实施两部制电价,并预计2025年推广,但尚未有具体措施让BESS从功率价格中受益。
根据PECC2在2024年的初步计算,在10 MW以上的大规模BESS项目总投资中,设备成本约占83%-87%。总投资包括补偿和安置支持成本、建设成本、设备成本、项目管理成本、咨询成本、施工期间的利息和费用、初始流动资金和预备费。设备成本包括技术设备采购成本、培训成本、安装调试成本、运输成本、保险成本、保管成本、税费及其他相关费用。在设备成本中,BESS技术设备(电池组、变频器、电池管理系统和能源管理系统)的采购成本及相关的培训、安装调试等成本约占90%-93%。
由此可见,BESS 技术设备的采购成本是越南大规模推广BESS系统投资中最重要的成本组成部分。这部分成本因全球电池(电池芯、电池组)价格下降趋势而日益降低。在能源领域,占全球BESS总需求90%以上的锂离子电池,价格在过去 10 年中从800 美元 / kWh大幅降至140美元 / kWh以下,得益于研发、生产规模扩大和技术创新(图 7.3)。电池价格下降趋势为越南大规模投资BESS系统创造了机会。此外,国内BESS技术设备制造业的强劲发展也有助于降低成本并增强技术自主性。
图 7.3 2013-2023 年十年间锂离子电池价格
一旦确定BESS系统的投资成本,自用电价(日平均)和BESS买卖电价的差价是评估以能源买卖为目标的BESS投资可行性的下一个重要指标。根据PECC2的计算,对于2024年安装、2025年运行的50 MW BESS系统,对应平均自用电价约3000越南盾 / kWh,根据每日最大充放电小时数(1-2 小时),实现正常预期收益率的买卖电价差价从4000越南盾 / kWh降至3000越南盾 / kWh不等。因此,当前电价结构中的峰谷差价若应用于BESS,不足以吸引投资者。
此外,尽管政府已对可再生能源和清洁能源生产投资项目制定了税收优惠政策(根据2020年《投资法》,条件为投资资本规模从3万亿越南盾起,自收到投资登记证或投资主张批准之日起3年内至少支出1万亿越南盾),但这些规定未具体提及BESS发电在这些支持中的情况。鉴于上述BESS投资问题的挑战,缺乏国家层面的具体财政支持机制(如减税、优惠贷款)也为越南电力系统中的BESS投资设置了障碍。
第二届越南国际电池及储能技术展览会(Battery Expo 2025)The 2th Vietnam Int'l Battery and Energy Storage Technology Exhibition 2025
在政策与市场的双重驱动下,越南储能产业亟需国际技术与资本的深度对接。第二届越南国际电池及储能技术展览会(Battery Expo 2025)将于2025年6月25-27日在河内ICE国际会展中心举办,汇聚动力电池、储能系统、充电设备等领域全球品牌,覆盖动力电池、储能系统、氢能与燃料电池、电池回收技术等全产业链。展会由越南骆驼会展CAMEL EVENTS、广西骆驼出海会展服务有限公司及广西越中会展商务有限公司参与联合组织,同期举办产业链合作论坛、买方市场推介会等商务活动。这是企业布局越南市场、拓展东南亚合作网络的绝佳平台。
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