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是什么撬动了全球电池储能市场?

来源:中国能源报   更新时间:2019-01-17 11:17:24    
是什么撬动了全球电池储能市场?

  编者按

  储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。电池储能应用灵活,据不完全统计,2000-2017年间全球电池储能项目累计装机投运规模为2.6吉瓦,容量为4.1吉瓦时,年增长率分别达30%和52%。电池储能的高速增长受益于哪些因素,又面临着哪些挑战?来自德勤的最新报告《全球电池储能市场面临的挑战与机遇》给出了答案。我们撷取报告中的重要观点,以飨读者。

  电池储能市场驱动因素

  1. 成本和性能改进

  各种储能形式已存在数十年,为何电池储能当前独占鳌头?最显而易见的答案是,其成本的下降以及性能的改善,这在锂离子电池方面尤为突出。同时,锂离子电池的崛起也受益于于不断扩大的电动汽车市场。

  2. 电网现代化

  许多国家正在实施电网现代化计划,以提高应对恶劣天气事件的复原能力,减少与老化基础设施相关的系统中断,并提高系统的整体效率。这些计划通常涉及在已建立的电网内部署智能技术,以实现双向通信和先进的数字控制系统、整合分布式能源。

  电池储能的发展与为实现电网现代化所做出的努力密不可分。数字化电网支持生产消费者参与智能系统配置、预测性维护和自我修复,这为实施阶梯式费率结构铺平了道路。这一切为电池储能开辟了空间,促使其通过增加容量、调峰运行或改善电能质量创造价值。虽然智能技术已存在了一段时间,但电池储能的出现有助于挖掘它的全部潜能。

  3. 全球可再生能源运动

  广泛的可再生能源和减排扶持政策也在推动全球使用电池储能解决方案。电池在抵消可再生能源间歇性和减少排放方面所发挥的关键作用有目共睹。各类电力用户追逐清洁能源,其程度和普遍度仍在增长。这种情况在企业和公共部门中尤为明显。这预示着可再生能源能够持续发展,并可能会继续就电池储能作出部署, 以协助整合更多的分布式能源。

  4. 参与电力批发市场

  电池储能可以帮助平衡接入任何电源的电网,并提高电能质量。这表明电池储能在全球范围内参与电力批发市场的机会越来越大。几乎我们所分析的所有国家都正在改造其批发市场结构,争取为电池储能开辟一席之地,供其提供容量以及诸如频率调节和电压控制等辅助服务。虽然这些应用仍处于初级阶段,但均取得了不同程度的成功。

  各国的主管部门正在越来越多地采取行动来奖励电池储能在平衡电网运营方面所做出的贡献。例如,智利国家能源委员会起草了一个新的辅助服务监管框架, 认同了电池储能系统能够做出的贡献;意大利也开放了其辅助服务市场,作为可再生能源和储能项目试点,将其引入为全面监管改革所做工作的一部分。

  5. 财政激励

  在我们所研究的国家,由政府出资进行财政激励,该措施进一步反映出政策制定者越来越意识到电池储能解决方案为整个电力价值链带来的各种益处。在我们的研究中,这些激励措施不仅包括通过退税偿还或直接偿还电池系统成本所占百分比,还包括通过赠款或者补贴融资来提供资金支持。如意大利,2017年为住宅储存装置提供了50%的税收减免;韩国,2017年上半年得到政府支持而投资的储能系统增长了89兆瓦时的产能,比上一年同期增长了61.8%。

  6. FIT或净电量结算政策退坡

  由于消费者和企业试图从太阳能光伏投资中寻求获取更高回报的方式,太阳能发电上网电价补贴政策(FIT)或净电量结算政策的退坡成为进一步配置电表后端储能系统的驱动因素。这种情况发生在澳大利亚、德国、英国以及美国夏威夷。 尽管这还不是一种全球性的趋势,但随着FIT政策的逐步取消、太阳能运营商会将电池作为一种调峰手段,为公共事业公司提供电网稳定等辅助服务。

  7. 自给自足的愿望

  住宅和化石能源消费者对能源自给自足的渴望日益高涨,这成为一股惊人的推动电表后端储能部署的力量。这种愿景在某种程度上助长了我们所考察的几乎所有国家的电表后端市场,这表明购买储能系统的动机并非纯粹只是金融方面。

  8. 国家政策

  对于电池储能供应商来说,国家所出台的促进各种战略目标的政策为他们提供了更多机会。许多国家认为,可再生能源+储能是一种全新的方式,可以帮助他们减少对能源进口的依赖、提高电力系统的可靠性和复原力、朝着环保目标和去碳化目标迈进。 

  储能的发展也受益于与发展中国家城市化和生活质量目标相关的广泛政策授权。 例如, 印度的智能城市倡议利用竞争挑战模式,以支撑在全国100个城市部署智能技术。其目标是确保充足的电力供应、实现环境可持续性。电动汽车、可再生能源和电池储能对于实现这些目标来说至关重要。

  未来面临的挑战

  尽管市场驱动力正日趋同化,并推动储能继续向前发展,但挑战依然存在。 

  1. 经济性欠佳

  与任何技术一样,电池储能并不总是经济的,而且对于特定应用来说,其成本往往过高。问题在于,若对于高成本的看法不准确,则可能会在考虑储能解决方案时将电池储能排除在外。

  实际上,电池储能的成本正在飞速下降。以最近的Xcel Energy招标为例,它戏剧性地说明了电池价格的下降程度及其对整个系统成本所产生的影响,此次招标的最终结果是太阳能光伏+电池的平均价格为36美元/兆瓦时,而风能+电池的平均价格则为21美元/兆瓦时。这一价格在美国创下了新纪录。

  据预计,无论是电池技术本身的成本,还是平衡系统组件的成本,其价格都将持续下跌。虽然这些基础技术并不像人们关注的技术那样引人注目,但它们却确实与电池本身一样重要,并引领着下一波成本大幅度降低的浪潮。例如,逆变器是储能项目的“大脑”,它们对项目绩效和回报的影响作用是显著的。然而,储能逆变器市场仍然是“新生和零散”的,随着市场不断成熟,储能逆变器的价格有望在未来几年内下降。

  2. 缺乏标准化

  早期市场的参与者常常不得不应对各种各样的技术要求、享受各种不同的政策。 电池供应商也不例外。这无疑增加了整个价值链的复杂性和成本,使得缺乏标准化成为产业发展的重要障碍。 

  3. 产业政策和市场设计的滞后性

  正如可以预见新兴技术的出现一样,同样可以预测到产业政策正在落后于当今存在的储能技术。从全球范围来看,现行产业政策是在开发新的储能形式之前制定的,这些旧政策不承认储能系统的灵活性,也无法创造公平的竞争环境。 

  然而,许多政策都正在更新辅助服务市场规则,以支持储能部署。电池储能系统增强电网灵活性和可靠性的能力得到了充分的证明,这也是主管机构倾向于首先关注电力批发市场的原因。同时需要更新的还有零售规则,并以此引起住宅和化石能源消费者对储能系统的兴趣。

  迄今为止,在这一领域的讨论主要是关于针对智能电表实施的阶梯式或结构化分时费率。不实施阶梯式费率,电池储能就失去了它最吸引人的特性之一:即在价格便宜的时候储存电能,然后在价格昂贵时售出。虽然分时费率还未成为全球潮流,但随着智能电表在许多国家成功推行,这种情况可能将会迅速改变。

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