可再生能源波动大吗为什么

新能源、常规能源、可再生能源三者均是现代社会所探索的能源种类。三者之间有3点不同：

一、三者的特点不同：

1、新能源的特点：能量密度低，开发利用需要较大空间；不含碳或含碳量很少，对环境影响小；分布广，有利于小规模分散利用；间断式供应，波动性大，对持续供能不利；除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

2、常规能源的特点：常规能源的储藏是有限的。

3、可再生能源的特点：属于取之不尽，用之不竭的能源，不需要人力参与便会自动再生，是相对于会穷尽的非再生能源的一种能源。

二、三者的概述不同：

1、新能源的概述：新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

2、常规能源的概述：常规能源也叫传统能源，是指已经大规模生产和广泛利用的能源。

3、可再生能源的概述：在自然界可以循环再生的能源。

三、三者的种类不同：

1、新能源的种类：包括太阳能、地热能、风能、海洋能等。

2、常规能源的种类：包括煤炭、石油、天然气、水等。

3、可再生能源的种类：再生能源包括太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。

参考资料来源：百度百科-新能源（能源资源学术语）

参考资料来源：百度百科-常规能源

参考资料来源：百度百科-再生能源

我国的双碳目标为在2030年前碳达峰，在2060年前实现碳中和，这个目标相对于目前世界上的几大主要经济体而言，是要求最高，时间最紧迫的。

而目前我国的能源结构中，非化石能源占比仅仅为15.9%，清洁能源（包括水电）发电量占比36%，煤炭占比52%。

为助力实现双碳目标，在能源的供给端，提高可再生能源在电力供应和终端消费中的占比，是实现双碳目标最有效的途径。

但以风电、光伏为代表的电源侧可再生能源波动性强，不能持续稳定提供电能，这就引出了下一个亟待解决的问题——储能。

2.1 储能的必要性

近年来，随着光伏组件的成本进一步下探，无补贴下光伏电站已经可以盈利，大量资本涌入光伏产业，从生产到运营，整个光伏行业规模大幅度增长，但同时也带来了一个问题，那就是光伏只能在白天发电，晚上怎么办？风机只能在有风的情况下转动，没风的时候又怎么办？

每日风速波动较大

随着可再生能源（风电光伏）的用电量占比不断提升，风电和光伏的不稳定性带来的不单单是短时的无电可用，其波动性对于电网的冲击会引起配电网潮流变化，影响电能质量（电压、频率、波形），对电网侧和用户侧都有较大的影响。

在10年前，各地电网尚未像现在这般强大时，对于风电、光伏之类的垃圾电，电网公司向来是拒绝的，这也是为何在用电量较少的省份，弃风弃光限电的情况很多。

而将短时超发（用不完）的电储存起来，在没电的时候（晚上或者无风的时候）将这部分电能持续输出上网，就可以避免出现上述情况。

2.2 储能如何盈利

储能以前一直是政治任务，因为挣不了钱啊，但目前技术已经达到了将要盈利的瓶颈，国家就开始往储能行业里加火了。

随后没过几天，又出台了提高分时电价的政策：

文件的主旨就是继续拉开平峰和高峰时期的电价，条件具备区域，分时电价差距可达到4倍。 这两份文件一明一暗，都是在鼓励发展储能行业，在技术变革的前夕，政策层层加码，相信储能行业实现全面盈利只是时间问题。

目前大型电站并网侧的储能电站，在财务测算上，已经能实现盈利，只是以目前峰谷电的差价，盈利能力大概和存定期差不多。

2.3 电网侧储能

电网侧储能的主要作用就是调峰调频，保证用户用电质量，而最常见的用来调峰调频的手段就是抽水蓄能电站。

8月6日，国家能源局综合司印发关于征求对《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)的函，提出到2035年我国抽水蓄能装机规模将增加到3亿千瓦，相对2020年将增长10倍，远超市场预期。此前业内预期2030年我国抽水蓄能总装机达到1.13亿千瓦，到2060年底总装机达到1.8亿千瓦。这意味着，到2030年投产总规划就将远远超过此前2060年的目标。抽水蓄能迎发展窗口期。

大规模的抽水蓄能电站投运，将大大增强现有电网的调峰能力，增加电网对可再生能源的消纳能力，最终提高我国电网用电中的清洁能源占比。

抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术，在各种储能技术中度电成本最低，如上图所示，抽水蓄能电站由2个高度不同的水库组成，连接上下两个水库的是输水系统和发电机组。

在电网负荷低谷时段，电站利用廉价的谷电，将下水库里的水抽到上水库中储存起来，也就是将电能转化为重力势能。而等到电网负荷的高峰时段，电站再放出上水库的蓄水发电，这样就能以高价卖电。

抽水蓄能电站的缺点也显而易见，受地形影响较大，在地形复杂的情况下，建设成本会大幅上升，工期大约持续5-8年，而且电站建成后，由于长距离的管道输送和多个水轮机配合，机械能量损失较高，能量储存效率约70%。

目前国内做抽水蓄能电站的主要是各大地方电网公司，电站建设过程中所需的设计、施工或者总包方，几乎由一家央企垄断——中国电建。

中国电建公司囊括了中国几乎所有的头部水电系设计院，其中最为著名的是位于杭州的华东勘测设计研究院，其一年的营收就在百亿往上，超过了大部分上市公司。

其抽水蓄能市场占有率在国内达到了80%，全球达到了50%，可以说是当之无愧的 中国水电建设 第一股。

抽水蓄能电站的主设备为水轮机，在这方面，传统的汽轮机厂都有较为实力沉淀，比如东方电气和哈尔滨电气，但水轮机作为成熟的发电设备，技术已经较为成熟，在价格上少有溢价。

2.3 电源侧储能

2.3.1 其他储能形式

抽水蓄能电站属于机械储能的一种，其他较为成熟的机械储能方式还有：飞轮储能、压缩空气储能等等。

而根据储能介质不同，储能还可以分为电化学储能、化学储能、热储能及电磁储能等，但截至目前，机械储能依旧是其中最成熟，成本最低的储能方式。

电化学储能 的应用目前最为广泛也最有前景，新能源车产业链的核心部件，动力电池就是电化学储能应用的一种，按照介质不同，可分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池等。

化学储能 概念简单，但操作过程异常复杂。顾名思义就是将电能转换为化学能储存起来，最常见的就是电解水制氢。

热储能 ，典型的应用就是光热电站，将阳光聚集后，把作为介质的熔盐融化，吸收大量热量，熔盐再继续加热水，形成水蒸气，推动汽轮机发电。太阳下山后，电站可以继续利用融化的熔盐所储存的热量来发电， 光热电站是为数不多的可以稳定供能的新能源电站。

某50MW光热电站效果图

电磁储能 ，主要有超导储能、电容储能、超级电容器储能等，其储能效率高，但距离实际应用还相当遥远。

目前电源侧的储能主要以电化学储能和化学储能为主，分别对应了并网型电站和分布式电站两种电站形式。

2.3.2 电化学储能

目前各地新上的集中式（并网型）新能源电站都要求适配储能，这部分储能主要是为在新能源电站波动较大时储能使用，由于集中式电站的上网电价均是固定的，其不存在利用峰谷电价差价盈利的情况，主要是增加电站上网电量，提高电站营收。

同时，在电网侧，也有大量的储能电站上马，其作用和抽水蓄能相同，调峰调频，其盈利模式就是对电能的低买高卖。

图片摘自某券商研报

这部分储能主要以电化学储能为主，而电化学储能中较为有前景的是：锂离子电池和钠离子电池。

以锂离子电池为代表，简单讲一下电化学储能的优劣：

1、成本下降迅速

在政策利好的推动下，这几年锂电的度电成本下降飞快，目前已经有成熟的锂电储能电站应用，在特定电价条件下，储能电站的内部收益率（IRR）可以达到8%，已经够着了大部分国企央企投项目的最低标准。

2、 几乎不受场地条件约束

化学储能需要较大的场地和较高的安全生产标准，而锂电储能因为能量密度相对较低，体积也较小，对场地要求较低，适合在工业园区、充电站、高端仪器设备等场所应用。

3、成本下降恐怕进入瓶颈

锂矿资源有限，可以预见，按照目前的速度发展，不远的将来，锂电将会由于上游材料价格的上涨，而进入瓶颈，锂电的度电成本不可能保持目前的趋势下降。

4、能量密度提升陷入瓶颈

虽然锂电的能量密度在过去的几年已经得到了大幅度提升，但相较于人类对能源的利用量来说，依旧太小，而锂电能量密度提升的速度并不像半导体那样成指数式增长，而是缓慢得正比例提高，锂电能量密度的提升可能跟不上人类对储能容量的需求。

钠离子电池相较于锂离子电池的优势在于成本低，且钠的储量远大于锂（已探明储量约是锂的420倍），未来有大规模应用的可能，但钠离子电池目前的可重复充放电使用的次数仍然偏低，能量密度较小，还不具备经济性。

而锂电池的优势在于，随着新能源车的普及未来电动车所装备的动力电池退役后，可以继续用作储能电池使用。

在电化学储能领域，宁德时代是当之无愧的绝对龙头，其不但在近期发布了钠离子电池，且中报显示宁德时代的储能业务相比2020年，增长超过了7倍。

从宁德时代的身上，我们足以预见，未来的电化学储能市场将极为广阔。

2.3.3 化学储能

化学储能主要以制氢储能为主，对于氢储能，比较直接的盈利模式是由化工企业投资新建分布式光伏电站，利用光伏制氢，而氢气正好是大部分化工企业的制造原材料，比如氢制乙烯。

在光照条件不错又富含水资源的区域，化工企业很容易降低制造成本，从而盈利。

此外，还有海上风电制氢应用于沿海化工厂生产的，电解水制氢制甲醇作为燃料电池燃料的，盈利能力完全取决于自然条件（风/光资源以及运输管道长度）。

关于氢能产业链的分析由于篇幅不再展开，感兴趣的可以看往期文章，在未来新能源+氢储能的分布式电站建设，一定是一个重要的发展方向：

未来尚远——氢能源产业链简析

2.4 用户侧储能

用户侧储能目前以电化学储能为主，随着应用端电动车的普及，用户侧储能的需求缺口会越来越大。

做个简单的计算题：现在很多人都用上了电动车，一台电动车如果使用快充，大概1小时就能达到其电量的75%，而充电桩的功率大约为100-200kw，也就是1小时100度到200度电，在电动车尚没有全面普及前，这点小功率对于电网洒洒水而已。

但要是当一个几十万（百万）人口的十八线小县城全面普及电动车后，几千（万）辆车同时充电的场面，瞬时功率会达到一个恐怖的数值，大部分县一级的电网都承受不住如此高功率的冲击。

因此一些分布式的充电桩运营公司就应运而生，比如宁德时代投资的主打储充检一体化运营的快卜 科技 。

将光伏、电化学储能、充电桩结合在一起，不但可以大幅度降低充电站的运营成本（不需要向电网买电），还可以缩短充电站的建设审批时间（不需要获得电网配电许可），不过新增的光伏组件和电化学储能设备也会大幅度增加充电站的建设成本。

其他用户侧的应用，比如大型设备UPS，工业园区储能电站等，还有很多，就不一一举例了。

储能形式多样，这里主要分析最具前景的电化学储能产业链。

3.1 电化学储能系统原理

其中PCS：储能变流器，连接电池系统与电网，实现直流和交流电的双向转换。

BMS：电池管理系统，用于电池的充放电管理。

BS：电池组，核心部件，主要成本就在电池上。

EMS：能量管理系统。

电化学储能系统的成本如上图所示，其中EPC指的电化学储能电站建造的总承包费用占成本的比重，可以看到整个系统中电池成本占据了一半以上，其次是PCS储能变流器，而这两项也是储能系统中技术含量最高，壁垒最厚的版块。

3.2 各板块龙头

储能电池代表企业：宁德时代 、 派能 科技 、 比亚迪 、 亿纬锂能 。

宁德时代：无可争议的绝对龙头，中报显示储能业务同比增长7倍以上，在电池领域拥有绝对的话语权。

亿纬锂能：在5G和风光电站储能方面发展迅速，但依旧属于二线电池厂中的第一位。

比亚迪：全产业链覆盖，技术沉淀深厚，海外市场亮眼，但主业是整车，储能业务弹性可能一般。

派能 科技 ：储能业务纯正，专注用户侧储能，目前业绩释放一般。

PCS（储能逆变器）：阳光电源、固德威、锦浪 科技

阳光电源：储能逆变器和储能系统双龙头，在全球逆变器市场都处于龙头地位。

固德威：和派能 科技 类似，专注于用户侧储能逆变器市场。

锦浪 科技 ：逆变器领域的新秀，发展没几年就从阳光电源手下抢来不少国内市场，后市可期。

系统集成：盛弘股份。

EPC：永福股份，垃圾，就是个破设计院，要不是宁德时代入股，就是个渣渣。

今天文章写得有点长，产业链部分简单了些，储能截止目前是在政策扶持下，刚刚能够实现国企投资需求的水平（大概就比定期强一点的收益率），离全面爆发尚远。

如果要投资储能领域，最先爆发的必然是价值量最高的电池和逆变器，至于其他，尽量别碰。

总体来讲，“十三五”时期要积极稳妥地发展水电，全面协调推进风电的开发，推动太阳能的多元化利用，因地制宜地发展生物质能，加快地热能开发利用，同时推进海洋能发电示范应用。另外可再生能源产业发展在供热、燃料、供气等方面也提出了明确的发展目标：供热系统中太阳能热水器80000万平方米，地热能利用160000万平方米燃料产业中生物燃料乙醇年产400万吨，生物柴油年产200万吨供气达到年产80亿立方米。

2、清洁，非常低的污染，不能说无污染 的原因在于，大规模利用可再生能源以后 ，对环境的影响有些还未表现出来，如盐 城地区，大规模风电场的出现，对于候鸟 就可能产生影响。但是，总的来说目前没 有发现明显的污染加大的现实。

3、可循环使用，这是确定的，这是由于 可再生能源本身的定义所确定的

4、目前的开发成本仍然较高，这主要是 因为，可再生能源的能量密度大多数比较 低，例如，太阳能每平方米的理论功率只 有1kW左右，生物质能的单位重量的发热 量只有煤的一半不到(秸秆的发热值约为 3000大卡/公斤)等，对于低的能量密度 ，要形成规模化效应，只有规模化应用， 即遍地开花的应用才能达到。由于可再生 能源的能量密度低，它们的开发成本低

可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。

风能。风能是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的密度。我国北方地区和东南沿海地区一些岛屿，风能资源丰富。据国家气象部门有关资料显示，我国陆地可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦，主要分布在东南沿海及岛屿、新疆、甘肃、内蒙古和东北地区。此外，我国海上风能资源也很丰富，初步估计是陆地风能资源的3倍左右，可开发利用的资源总量为7.5亿千瓦。

太阳能。太阳能是指太阳所负载的能量，它的计量一般以阳光照射到地面的辐射总量，包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的利用方式主要有：光伏（太阳能电池）发电系统，将太阳能直接转换为电能；太阳能聚热系统，利用太阳的热能产生电能；被动式太阳房；太阳能热水系统；太阳能取暖和制冷。

小水电。水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量发电，称为水电。小水电在我国是指总装机容量小于或等于5万千瓦的水电站。

生物质能。生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。

地热能。地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能，它可以用来发电，也可以为建筑物供热和制冷。根据测算，全球潜在地热资源总量相当于每年493亿吨标准煤。

海洋能。海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。例如，潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力，涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能；潮汐和风又形成了海洋波浪，从而产生波浪能；太阳照射在海洋的表面，使海洋的上部和底部形成温差，从而形成温差能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。

从地球蕴藏的能源数量来看，自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言，太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过，由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力，科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源，可以利用的仅占微乎其微的比例，因而，继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化，逼使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展，依仗能源的可持续供给，这就必须研究开发新能源和可再生能源。

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时（3.78× 1024J），相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本，是新能源开发中面临的重要问题。

风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦，列世界第三位，有广阔的开发前景。风能是一种自然能源，由于风的方向及大小都变幻不定，因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。

对于核电站，人们有许多误解，其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变，核燃料是铀、钚等元素，核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质，例如钍，本身并非核燃料，但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。

近年来，许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低，在国家各种优惠政策的鼓励下，全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮，尤其是近年来，由于全国性缺电严重，民企投资小水电如雨后春笋，悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的，2003年开始，特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年，根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划，中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。

氢是一种二次能源，一种理想的新的含能体能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水，其次就是各种矿物燃料（煤、石油、天然气）及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等；化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电，其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善，氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。

地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库，仅地下10千米厚的一层，储热量就达1.05×1026焦耳，相当于9.95×1015 标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力，新技术业已成熟，并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面，未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的，不受天气状况的影响，既可作为基本负荷能使用，也可根据需要提供使用。

海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年，法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气，推动风力发动机组发电的装置，把1千瓦的电力送到岸上，开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。

此外，还有生物质能，是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量，目前发展中的开发利用技术主要是，通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等，通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等，通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。

能源是现代社会赖以生存和发展的基础，清洁燃料的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国是能源消耗大国， 2000年一次能源消费量为7.5亿吨油当量，仅次于美国成为世界第二人能源消费国，到本世纪中叶中国全面达到小康水平时，一次能源的消费量将达到30多亿吨油当量。然而目前中国人均一次能源的消费量不到美国的1／18，仅为世界平均水平的1／3。与世界一次能源构成不同的是中国以煤为主，煤占一次能源的比例为63.6%，由于煤的高效、洁净利用难度大，使用过程中已对人类的生存环境带来严重的污染。另一方面中国人均能源资源严重不足，人均石油储量不到世界平均水平的1／10，人均煤炭储量仅为世界平均值的1／2。预计到2010年，中国石油供需缺口1亿吨，天然气缺口400亿立方米。因此，开发洁净可再生能源已成为紧迫的课题。

可再生能源不需要消耗不可再生能源就能获得电能。如光伏：

1光的资源取之不尽用之不竭

照射到地球上的能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳光能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

2太阳能资源随处可得，可就近供电

不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失，同时也节省了输电成本。这同时也为家用太阳能发电系统在输电不便的西部大规模使用提供了条件。

3太阳能光伏发电的能量转换过程简

是直接从光到电的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能，机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80%以上，技术开发潜力巨大。

全世界都在发展可再生资源的原因是：

首先，资源不是取之不尽，用之不竭的，我们目前依赖的很多能源，根据科学家的估算，只能再使用不到一百年，有些甚至几十年后即将耗尽！

其次，可再生能源采取了资源的循环利用，对于环境的破坏要比传统能源减少很多，有利于维护自然环境和人类的和谐发展。

最后，可再生能源要从研发到全面推广还需一段时间，当普罗大众都可以使用可再生资源时，价格也会下降很多，性价比高的能源会是大众的首选。