馬斯克與特斯拉不僅有火星殖民、多行星物種等瘋狂的想法,還有像宏圖計劃第三篇章(簡稱宏圖計劃3)這樣接地氣的計劃。
今年3月1日,馬斯克對外透露了從地球上抹去化石能源消耗的縝密路線圖——宏圖計劃3,用240TWH的儲能、30TWH的可再生電力、14.4億輛不同類型的電動汽車、消耗電力20PWh/年的熱泵組合,在制造領(lǐng)域砸10萬億美元,但只需要0.2%的土地面積,不到化石燃料一半的能源,就能讓這個地球上的國家和人口運轉(zhuǎn)下去。
人們已經(jīng)習慣了馬斯克的天馬行空,實際上仔細看宏圖計劃3的話,其背后的邏輯和縝密程度,要比馬斯克的“嘴”靠譜得多。
拆解下會發(fā)現(xiàn),宏圖3=光伏+風電+儲能+氫能+熱泵+電動汽車+電動飛機+電動輪船的一攬子組合,而且這些要素并不是簡單拼湊在一起,而是像魔方一樣工作,通過一套智能化的調(diào)度和協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),彼此耦合且高效協(xié)同,最終實現(xiàn)能源低碳綠色化,成本最低,效率最高,能源消耗最小,實現(xiàn)供需平衡。
如果把宏圖計劃3放在中國能源轉(zhuǎn)型身上,就要復雜得多。
未來20年,中國將從集中式能源向分布式能源轉(zhuǎn)換,當前關(guān)注度頗高的“光儲充(微電網(wǎng))+虛擬電廠”的一體化發(fā)展思路,某種意義上講,既是特斯拉宏圖計劃3的縮小版,同時也是解決中國能源走向碎片化的最優(yōu)解。
在復雜中尋求答案,難度不亞于哥德巴赫猜想。那么,誰最有資格輸出相關(guān)方案呢?這就要從中國能源結(jié)構(gòu)的今天和明年談起。
在以火電為主力電源的時代,從生產(chǎn)、輸配電到消費端,是更為松耦合的形態(tài),“源隨荷動”的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系比較簡單,智能化、自動化特征并不突出。
當前中國一次能源結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主,占比超過80%。2022年非化石能源占17%,天然氣8.9%,石油18.5%,煤炭56.2%。但這一結(jié)構(gòu)會在未來發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
國家能源局披露的數(shù)據(jù)顯示,今年1-4月,我國風電裝機3.8億千瓦,光伏裝機4.4億千瓦,合計占發(fā)電裝機的30.9%,火電裝機規(guī)模首次降至50%以下。全國風電光伏發(fā)電量達到4828億度,占全社會用電量的17.2%。
能鏈研究院預測,在一次能源結(jié)構(gòu)中,2030年化石能源占比將降至72%,光伏發(fā)電占9%,風電占8%;到2040年,化石能源占比繼續(xù)降到52%,光伏占比提升到21%,風電13%;2050年,光伏占比增至33%,風電占17%,煤炭、天然氣、石油的化石能源只剩下31%,風光合計超過一半。
這個數(shù)字意味著什么呢?火電在供需平衡上是可控的,堆疊機組容量即可。但天生波動性、隨機性強的風光電是“破壞王”,不改變了供需對接系統(tǒng)的邏輯,將走向“失控”。
一旦光伏、風電等可再生能源占比達到50%以上,光伏、儲能、微電網(wǎng)、虛擬電廠等在電力系統(tǒng)中角色會增強,需要高集成、高融合、高智能化系統(tǒng)來協(xié)調(diào)控制,解決新能源大規(guī)模消納、多樣化負荷即插即用、電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題。
在中國既有的能源版圖上,誰能擔當重任呢?可以從電能的源網(wǎng)荷儲一體化產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)中理出頭緒。
源網(wǎng)荷儲一體化產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
先看“源”端,主要是指傳統(tǒng)的發(fā)電集團和四小豪門,包括華能、大唐、華電、國電、中電投和國投電力、國華電力、華潤電力、中廣核,業(yè)務(wù)涉及火電、水電、核電、風電、光伏等。除了四小外,未來還會有廣泛存在的分布式光伏、風能等運營商,深入到各個用電場景,內(nèi)外兼修。
“網(wǎng)”更不用說了,國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)兩張網(wǎng),按照中國電力、天然氣等能源改革的核心思路,就是“管住中間,放開兩頭”。輸電網(wǎng)就如高速公路,配電網(wǎng)就是支線的道路和節(jié)點,連接末端。電改的目標就是讓電網(wǎng)透明度更低,兩頭則引入競爭機制,中間收“過路費”就行。
“荷”是新型電力系統(tǒng)中體現(xiàn)“靈活能力”最重要的一塊,也是最核心的用戶側(cè)調(diào)節(jié)資源,網(wǎng)荷互動、源荷互動、儲荷互動、光儲充、微電網(wǎng)均體現(xiàn)了這一點。
在可控負荷中,首先是工業(yè)負荷,在用電結(jié)構(gòu)中占到66%的比例,但只有部分非生產(chǎn)負荷、輔助負荷可調(diào),調(diào)節(jié)自由度不高;其次是能耗占到20%的交通負荷,以及分散的照明、空調(diào)等家庭、商用負荷,這是最大的兩塊用戶側(cè)可控負荷。
特別是快速增長的電動汽車充電負荷,可調(diào)空間最大。這里可以簡單做一個對比,一般三口之家的家庭每天平均用5度電,而電動汽車一次充電就需要30度電,相當家庭一周的用電量。
而且未來,電動汽車充電量會是一個天文數(shù)字,預計到2030年會達到1.45億輛,公共充電量將超過4650億度。V2G車網(wǎng)互動、有序充電,甚至作為可調(diào)度的儲能單元,都是最大的可控變量。這是能鏈智電、特來電等充電服務(wù)商、運營商的地盤。
“儲”自不必說,是未來新型電力系統(tǒng)中最核心的組成部分。儲能更像是標配,會普遍存在于源網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè),又可以單獨應(yīng)用在工商業(yè)、家庭用戶端,光儲充、微電網(wǎng)等都離不開儲能。其中,EMS(能量管理系統(tǒng))作為內(nèi)外溝通、連接電網(wǎng)的調(diào)度和控制中心,海博思創(chuàng)、中天科技、科華數(shù)據(jù)等深耕于此。
可見,最能體現(xiàn)源網(wǎng)荷儲一體化“彈性”價值的,除了“儲能”這一條核心主線,兩個可控負荷場景是咽喉之地,一是電動汽車、充電站,可控可調(diào)節(jié)能力最強,發(fā)揮空間最大;二是,家庭及工商業(yè)領(lǐng)域,包括家庭可控負荷、工商業(yè)負荷等。
如此推斷,中國有哪家企業(yè)身上具有這樣的“潛質(zhì)”?答案一定不是光伏、儲能、充電服務(wù)、氫能等單一賽道上的大塊頭,也不是在某一產(chǎn)業(yè)鏈上縱向打深井的巨頭,雖然他們的市值已達數(shù)千億。
特斯拉市值上萬億美元,中國也沒有通吃全盤的特斯拉式的企業(yè),用能場景又分散、復雜,需要聚沙成塔,一定是做連接器的平臺才能跑出來。
耦合、協(xié)同、開放,深耕某一關(guān)鍵場景,且具備較強的數(shù)字化、智能化能力,以及智慧能源管理和運營的基因,要有在新能源全賽道精細“繡花”的本事。
于是,能鏈智電(NASDAQ:NAAS)、特來電及儲能、虛擬電廠的部分運營商進入了視野,他們是未來20年中國能源進化的主要推動力量。
6月16日,能鏈智電發(fā)布了2023年一季度財報:公司凈收入3620萬元(530萬美元),同比增長150%。能鏈智電預估,2023財年凈收入將達到5-6億元,而去年收入不足億元,這意味著今年要增長至5-6倍。
其實,是否有資格參與中國版宏圖3計劃,無關(guān)乎收入規(guī)模,盈利與否。能鏈智電雖說體量和名氣遠沒寧德時代、隆基、比亞迪大,但有的是與特斯拉宏圖計劃一樣的“道”與“術(shù)”,至少目前望過去,以第三方充電服務(wù)為連接器,將充電樁建設(shè)、分布式光伏、儲能、虛擬電廠串接在一起,這樣的一幅”光儲充+虛擬電廠”的畫面,與馬斯克的想法是不謀而合的。
而且完整拼圖已經(jīng)就緒,開始穿針引線了。
今年上半年,這家公司頻頻動作,能鏈智電先是戰(zhàn)略投資了工商業(yè)儲能創(chuàng)新企業(yè)樂駕能源(已更名為樂創(chuàng)能源),又與國內(nèi)份額排名第一的儲能系統(tǒng)集成商海博思創(chuàng)成立了合資公司,同時布局目的地共享充電服務(wù)。最近,能鏈智電更是收購了香港分布式太陽能領(lǐng)域排名第一的香港光電89.99%的股權(quán),并發(fā)布了虛擬電廠業(yè)務(wù)。
一系列眼花繚亂的動作后,一張“光伏+儲能+充電服務(wù)+虛擬電廠”的畫卷躍然紙上,恰恰暗合了上述源網(wǎng)荷儲產(chǎn)業(yè)鏈的微妙變化。
任何面向未來的宏大Plan,都需要接地氣,找到合適的落地場景進行實踐和打磨。
電動汽車、充電站的規(guī)模和容量足夠大,且對光伏、儲能、充電、虛擬電廠都高度依賴,并能無縫銜接在一起。從國常會到國家能源局、發(fā)改委、工信部等各個部委的三令五申,提速的窗口已經(jīng)開啟。
而且,這個場景是典型的“能量搬運”行當,可調(diào)節(jié)能力甚至超過占15.5%的生活用電負荷。
為什么這么說呢?按照能鏈研究院預測,2030年,中國新能源汽車保有量將達到1.45億輛,公用充電槍數(shù)量2635萬把,公用充電量3378億度電,占中國全社會用電量的4%左右;2040年,新能源汽車保有量突破2.7億輛,公用充電量7735億度電,達到全社會用電量的6.5%;2050年,新能源汽車保有量突破3.28億輛,公用充電量9825億度電,占社會用電量約7%。
目前,新能源汽車公用充電量僅占社會用電量的0.16%。這意味著,2030年電動汽車公用充電量占比將翻24倍。屆時,單個充電場站容量將大幅提升至2500千伏安,單槍平均功率120KW以上,成為名副其實的用戶側(cè)大戶。
而隨著兩部制中的充電樁容量電費免收政策的結(jié)束,2030年,有合適條件的充電站將大幅配置光伏、儲能,甚至不配光儲的話,充電樁幾乎無法運營下去。因為用電成本高,不具備光儲充協(xié)同運營能力,競爭力就要弱很多,自動被市場淘汰。也不排除,為了緩解電網(wǎng)面臨的充電壓力,政策層面強制要求配儲的可能性。
光儲充協(xié)同性帶來的好處是顯而易見的。
一方面是提升光伏發(fā)電的自發(fā)自用率,減少電價較高的尖峰、高峰用電量,降低用電成本;另一方面,通過儲能,在中午光伏發(fā)電大發(fā)、電價平段時將電能儲存起來,尖峰、高峰時放電給充電車輛,相當于延長了平價段時長,少交了電費。此外,一旦充電樁領(lǐng)域免收容量電費政策取消,充電站配建光儲還能大幅削減容量電費部分支出,進一步降低充電運營商的用電成本。
而且還能帶來額外收益。以儲能為例,今年開始,各省市陸續(xù)調(diào)整分時電價政策,上午高峰時段從1個小時延長到2個小時,并設(shè)置尖峰電價,充電站儲能可以實現(xiàn)兩充兩放。峰谷價差進一步拉大,廣東、浙江、江蘇等地區(qū)最大價差增至1.2元/Kwh,遠遠高于鋰電儲能LCOE度電成本6-7毛/Kwh的水平,投資回收周期壓縮到4-5年。
所以說,在新能源汽車充電場景下,光儲充會成為標配,甚至延申出來微電網(wǎng)的自治生態(tài)。
基于充電站的“光儲充”市場究竟有多大呢?可以粗略算一筆賬。
以單個標準車位配置3.75Kw光伏、單場站建筑配建20Kw光伏,20%車位適合建設(shè)光伏計算,2030年光伏累計投資1811億元,光伏裝機總?cè)萘?2GW,年發(fā)電量362億度,相當于公用樁充電量的11%由光伏替代;2050年,光伏累計投資接近4000億元,光伏總裝機量為65GW,年發(fā)電量761億度,占當年公用充電量的8%。
充電站配建儲能的投資規(guī)模要遠遠高于分布式光伏投資。
澳大利亞知名投行麥格理發(fā)布的報告顯示,圍繞充電服務(wù)的相關(guān)市場在未來8年內(nèi)將迎來大爆發(fā),2030年充電站配建儲能市場空間將達到8740億,以平均1.6元/W,充放電時長2小時計算,裝機功率約250GW;充電樁EPC服務(wù)市場(含充電樁購買和投建)將達到4770億,充電服務(wù)市場(含電費和服務(wù)費)將達到4340億元。
以上加在一起,2030年僅僅是光伏+儲能+充電服務(wù),圍繞著新能源汽車充電站的光儲充市場總規(guī)模就超過1.8萬億元。未來,參與電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)及虛擬電廠,還能帶來額外收入,并隨著電力市場交易機制的成熟及規(guī)模擴充而持續(xù)放大。
目前,在中國54億噸標煤的終端能源消費大盤里,電能所占的比例約27%。2050年,電能在終端能耗中所占的比例將提升到60%以上,社會用電量將是現(xiàn)在的2倍以上,達到17萬億度電左右。
相比石油、煤炭、天然氣等化石能源,電能更容易被數(shù)字化管理和智能化控制。未來十年,電能的靈活調(diào)節(jié)和智能化運營能力會變得越來越重要,越來越有價值。特斯拉宏圖計劃3的精髓在此,能鏈智電布局光儲充和虛擬電廠,2023年凈收入增長至5-6倍的底氣同樣在此。