全球電池儲能市場面臨的挑戰(zhàn)與機遇

各種儲能形式已存在數(shù)十年，為何電池儲能當前獨占鰲頭？最顯而易見的答案是，其成本的下降以及性能的改善，這在鋰離子電池方面尤為突出。同時，鋰離子電池的崛起也受益于于不斷擴大的電動汽車市場。

編者按：儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù)。電池儲能應(yīng)用靈活，據(jù)不完全統(tǒng)計，2000-2017年間全球電池儲能項目累計裝機投運規(guī)模為2.6吉瓦，容量為4.1吉瓦時，年增長率分別達30%和52%。電池儲能的高速增長受益于哪些因素，又面臨著哪些挑戰(zhàn)？來自德勤的最新報告《全球電池儲能市場面臨的挑戰(zhàn)與機遇》給出了答案。我們擷取報告中的重要觀點，以饗讀者。

電池儲能市場驅(qū)動因素

1. 成本和性能改進

各種儲能形式已存在數(shù)十年，為何電池儲能當前獨占鰲頭？最顯而易見的答案是，其成本的下降以及性能的改善，這在鋰離子電池方面尤為突出。同時，鋰離子電池的崛起也受益于于不斷擴大的電動汽車市場。

2. 電網(wǎng)現(xiàn)代化

許多國家正在實施電網(wǎng)現(xiàn)代化計劃，以提高應(yīng)對惡劣天氣事件的復(fù)原能力，減少與老化基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的系統(tǒng)中斷，并提高系統(tǒng)的整體效率。這些計劃通常涉及在已建立的電網(wǎng)內(nèi)部署智能技術(shù)，以實現(xiàn)雙向通信和先進的數(shù)字控制系統(tǒng)、整合分布式能源。

電池儲能的發(fā)展與為實現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化所做出的努力密不可分。數(shù)字化電網(wǎng)支持生產(chǎn)消費者參與智能系統(tǒng)配置、預(yù)測性維護和自我修復(fù)，這為實施階梯式費率結(jié)構(gòu)鋪平了道路。這一切為電池儲能開辟了空間，促使其通過增加容量、調(diào)峰運行或改善電能質(zhì)量創(chuàng)造價值。雖然智能技術(shù)已存在了一段時間，但電池儲能的出現(xiàn)有助于挖掘它的全部潛能。

3. 全球可再生能源運動

廣泛的可再生能源和減排扶持政策也在推動全球使用電池儲能解決方案。電池在抵消可再生能源間歇性和減少排放方面所發(fā)揮的關(guān)鍵作用有目共睹。各類電力用戶追逐清潔能源，其程度和普遍度仍在增長。這種情況在企業(yè)和公共部門中尤為明顯。這預(yù)示著可再生能源能夠持續(xù)發(fā)展，并可能會繼續(xù)就電池儲能作出部署，以協(xié)助整合更多的分布式能源。

4. 參與電力批發(fā)市場

電池儲能可以幫助平衡接入任何電源的電網(wǎng)，并提高電能質(zhì)量。這表明電池儲能在全球范圍內(nèi)參與電力批發(fā)市場的機會越來越大。幾乎我們所分析的所有國家都正在改造其批發(fā)市場結(jié)構(gòu)，爭取為電池儲能開辟一席之地，供其提供容量以及諸如頻率調(diào)節(jié)和電壓控制等輔助服務(wù)。雖然這些應(yīng)用仍處于初級階段，但均取得了不同程度的成功。

各國的主管部門正在越來越多地采取行動來獎勵電池儲能在平衡電網(wǎng)運營方面所做出的貢獻。例如，智利國家能源委員會起草了一個新的輔助服務(wù)監(jiān)管框架，認同了電池儲能系統(tǒng)能夠做出的貢獻；意大利也開放了其輔助服務(wù)市場，作為可再生能源和儲能項目試點，將其引入為全面監(jiān)管改革所做工作的一部分。

5. 財政激勵

在我們所研究的國家，由政府出資進行財政激勵，該措施進一步反映出政策制定者越來越意識到電池儲能解決方案為整個電力價值鏈帶來的各種益處。在我們的研究中，這些激勵措施不僅包括通過退稅償還或直接償還電池系統(tǒng)成本所占百分比，還包括通過贈款或者補貼融資來提供資金支持。如意大利，2017年為住宅儲存裝置提供了50%的稅收減免；韓國，2017年上半年得到政府支持而投資的儲能系統(tǒng)增長了89兆瓦時的產(chǎn)能，比上一年同期增長了61.8%。

6. FIT或凈電量結(jié)算政策退坡

由于消費者和企業(yè)試圖從太陽能光伏投資中尋求獲取更高回報的方式，太陽能發(fā)電上網(wǎng)電價補貼政策（FIT）或凈電量結(jié)算政策的退坡成為進一步配置電表后端儲能系統(tǒng)的驅(qū)動因素。這種情況發(fā)生在澳大利亞、德國、英國以及美國夏威夷。

盡管這還不是一種全球性的趨勢，但隨著FIT政策的逐步取消、太陽能運營商會將電池作為一種調(diào)峰手段，為公共事業(yè)公司提供電網(wǎng)穩(wěn)定等輔助服務(wù)。

7. 自給自足的愿望

住宅和化石能源消費者對能源自給自足的渴望日益高漲，這成為一股驚人的推動電表后端儲能部署的力量。這種愿景在某種程度上助長了我們所考察的幾乎所有國家的電表后端市場，這表明購買儲能系統(tǒng)的動機并非純粹只是金融方面。

8. 國家政策

對于電池儲能供應(yīng)商來說，國家所出臺的促進各種戰(zhàn)略目標的政策為他們提供了更多機會。許多國家認為，可再生能源+儲能是一種全新的方式，可以幫助他們減少對能源進口的依賴、提高電力系統(tǒng)的可靠性和復(fù)原力、朝著環(huán)保目標和去碳化目標邁進。

儲能的發(fā)展也受益于與發(fā)展中國家城市化和生活質(zhì)量目標相關(guān)的廣泛政策授權(quán)。 例如， 印度的智能城市倡議利用競爭挑戰(zhàn)模式，以支撐在全國100個城市部署智能技術(shù)。其目標是確保充足的電力供應(yīng)、實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性。電動汽車、可再生能源和電池儲能對于實現(xiàn)這些目標來說至關(guān)重要。

未來面臨的挑戰(zhàn)

盡管市場驅(qū)動力正日趨同化，并推動儲能繼續(xù)向前發(fā)展，但挑戰(zhàn)依然存在。

 1. 經(jīng)濟性欠佳

與任何技術(shù)一樣，電池儲能并不總是經(jīng)濟的，而且對于特定應(yīng)用來說，其成本往往過高。問題在于，若對于高成本的看法不準確，則可能會在考慮儲能解決方案時將電池儲能排除在外。

實際上，電池儲能的成本正在飛速下降。以最近的Xcel Energy招標為例，它戲劇性地說明了電池價格的下降程度及其對整個系統(tǒng)成本所產(chǎn)生的影響，此次招標的最終結(jié)果是太陽能光伏+電池的平均價格為36美元/兆瓦時，而風能+電池的平均價格則為21美元/兆瓦時。這一價格在美國創(chuàng)下了新紀錄。

據(jù)預(yù)計，無論是電池技術(shù)本身的成本，還是平衡系統(tǒng)組件的成本，其價格都將持續(xù)下跌。雖然這些基礎(chǔ)技術(shù)并不像人們關(guān)注的技術(shù)那樣引人注目，但它們卻確實與電池本身一樣重要，并引領(lǐng)著下一波成本大幅度降低的浪潮。例如，逆變器是儲能項目的“大腦”，它們對項目績效和回報的影響作用是顯著的。然而，儲能逆變器市場仍然是“新生和零散”的，隨著市場不斷成熟，儲能逆變器的價格有望在未來幾年內(nèi)下降。

2. 缺乏標準化

早期市場的參與者常常不得不應(yīng)對各種各樣的技術(shù)要求、享受各種不同的政策。 電池供應(yīng)商也不例外。這無疑增加了整個價值鏈的復(fù)雜性和成本，使得缺乏標準化成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要障礙。

3. 產(chǎn)業(yè)政策和市場設(shè)計的滯后性

正如可以預(yù)見新興技術(shù)的出現(xiàn)一樣，同樣可以預(yù)測到產(chǎn)業(yè)政策正在落后于當今存在的儲能技術(shù)。從全球范圍來看，現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)政策是在開發(fā)新的儲能形式之前制定的，這些舊政策不承認儲能系統(tǒng)的靈活性，也無法創(chuàng)造公平的競爭環(huán)境。然而，許多政策都正在更新輔助服務(wù)市場規(guī)則，以支持儲能部署。電池儲能系統(tǒng)增強電網(wǎng)靈活性和可靠性的能力得到了充分的證明，這也是主管機構(gòu)傾向于首先關(guān)注電力批發(fā)市場的原因。同時需要更新的還有零售規(guī)則，并以此引起住宅和化石能源消費者對儲能系統(tǒng)的興趣。

迄今為止，在這一領(lǐng)域的討論主要是關(guān)于針對智能電表實施的階梯式或結(jié)構(gòu)化分時費率。不實施階梯式費率，電池儲能就失去了它最吸引人的特性之一：即在價格便宜的時候儲存電能，然后在價格昂貴時售出。雖然分時費率還未成為全球潮流，但隨著智能電表在許多國家成功推行，這種情況可能將會迅速改變。