国际储能商场最新发展动向及趋势

近年来,环球储能产业发展急迅...

近年来,环球储能产业发展急迅。环球首要储能运用国家普遍通过完善电力市场规则、提供补贴和投资税收减免等措施支持储能市场发展,并逐步下降储能参与电力市场的门槛。众多储能技术道途中,抽水蓄能是环球迄今为止部署最多的储能方式,电化学储能紧随其后。从运用场景看,环球储能市场首要运用场景特别多元,运用最多的是参与频率调节市场,其次是参与能量时移。跟着锂离子电池本钱的急剧降落,未来潜正在的储能市场空间特别广阔。从电化学储能细分技术种别看,未来15年,固定式储能领域运用最多的仍将是锂离子电池,而液流电池、钠硫电池等技术则希望正在长时储能运用中博得突破性进展。本申诉从环球及典型市场储能部署、产业政策、热点技术运用场景及技术经济性等方面,分析了国际储能市场最新发展动向及趋势,供参考。

基于已公布储能项目统计,2019年,环球储能新增装机规模为2。7吉瓦/5。5吉瓦时,环球发表开发的储能项目总规模为9。7吉瓦。2017年、2018年新增装机容量辞别抵达4吉瓦、8吉瓦。归纳各机构的统计结果,2019年,固然环球年度储能装机增速放缓,但仍稳步增长。

来自美国能源部环球储能数据库(DOE Global Energy Storage Database)的更新数据显示,截至2020年2月18日,环球囊括抽水蓄能、电化学储能、压缩气氛储能、飞轮储能和储热等正在内累计运行的储能项目装机规模为191。15吉瓦(共1686个正在运项目),其中抽水蓄能181。12吉瓦(350个正在运项目)、电化学储能4。05吉瓦(1023个正在运项目)、储热3。28吉瓦(220个正在运项目)、其他刻板储能2。61吉瓦(80个正在运项目)、储氢0。02吉瓦(13个正在运项目)(见图1)。其中,抽水蓄能占环球储能装机总量的95%,电化学储能和储热各占2%掌握,其他刻板储能占比约为1%。

从技术散布来看,抽水蓄能是环球迄今为止部署最多的储能方式,是目前最为成熟、本钱最低的储能技术;其次是电化学储能和储热,电化学储能是运用限造最为宽泛、发展潜力最大的储能技术;飞轮储能等刻板储能也存正在较大的发展远景。目前,环球储能技术的开发首要召集正在电化学储能领域。

国际储能商场最新发展动向及趋势

从地分别布来看,2019年美国、的储能项目累计装机规模居于环球前两位,美国33。4吉瓦,32。3吉瓦。当年新增规模中,欧洲装机量新增1吉瓦时,较2018年的1。4吉瓦时下滑28。6%,韩国新增装机约2吉瓦时,同比下滑50%。2018年韩国电化学储能累计装机量一度排名环球第一,这得益于韩国推行的可再生能源配额造以及电费扣头计划。依据中闭村储能产业技术同盟(CNESA)环球储能项目数据库的不全部统计,截至2019年底,已投运的储能项目累计装机容量为32。3吉瓦,同比增长3。2%,装机规模增长速度有所下降。

从产业政策来看,美国、英国、澳大利亚、德国等国首要通过完善电力市场规则、提供补贴和投资税收减免等措施支持储能市场发展。正在完善储能参与电力市场规则时,不断明确储能功能定位,让其获取参与电力市场的合理身份,但不同国家对储能的定位存正在差异。好比,2018年,美国将储能列为独立的电力资产;2019年6月,英国对储能界说举办修订,将储能系统归类为发电步骤。近年来,英国答允储能参与容量市场,德国、澳大利亚等国下降进入市场的储能装机规模要求,缩短结算周期等,让幼型储能供应商有机会参与市场,并防御大储能电站拆分成幼单元参与竞价。这些国家总体上是下降储能参与市场的门槛,以饱励储能发挥正在电力系统中的多重作用。

近年来,跟着环球可再生能源开发利用的规模加大,储能技术的发展与突破也成为各国闭心的重点领域。目前,亚洲、欧洲、北美等地区国家纷纷部署储能项目,并接踵出台支持政策来促进储能项目的研讨与运用。下面以美、英、澳、德四国为例,对典型市场储能发浮现状与产业政策举办分析。

美国事环球储能产业发展较早的国家,也是目前具有储能项目最多的国家,并具有环球近半数的示范项目。截至2018年底,美国储能装机总规模抵达32。9吉瓦,占环球比重的18。2%,2019年又新增装机523兆瓦。美国储能协会和伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)的数据显示,正在2019年第四季度部署的186兆瓦储能系统中,电网侧储能为103。8兆瓦,非住宅用户侧储能为42。2兆瓦,而住宅储能抵达了创纪录的40。48兆瓦,是2018年第四季度的两倍。从地区上看,美国加州地区将继续引颈全美储能产业的发展,夏威夷州、纽约州和德克萨斯州等地区的储能市场也开始露出发生趋势(见图2)。

战略规划与法规方面,2020年1月8日,美国能源部长Dan Brouillette发表启动储能大挑战(Energy Storage Grand Challenge)以帮帮开发下一代储能技术并将其推向市场,该计划旨正在确保到2030年美国成为环球储能行业领导者。美国前瞻性储能政策的领导者是加州,加州正在2013年就通过了一项计划,要求扫数的公用职业公司(IOUs)到2020年采购1325兆瓦的储能。2017年,加州公用职业委员会又揭晓了第2868号法案,要求IOUs出格采购500兆瓦的散布式储能。弗吉尼亚州和内华达州也正在2019年接踵提出储能指标。目前,美国造订或已实施储能发展指标的州仍旧抵达八个。同时,美国各州正正在解决立法、行政命令、监禁程序等众多问题,这些问题将影响储能系统的总体本钱和价值、储能系统与电网的连接过程。仅正在2019年,美国各州的立法陷阱就审议了30多项与储能部署闭系的法案,十几个州的监禁委员会处理了一系列影响储能部署的监禁程序。

补贴方面,自愿电饱励计划(SGIP)是美国历时最长且最成功的散布式发电饱励政策之一。SGIP补贴收益占用户侧总收益比重较高。依据CNESA环球储能项目数据库,将散布式储能纳入补贴限造开始至2019年7月时期,SGIP处于补贴流程中以及仍旧获取全额补贴的储能项目数量(不包括取消的)抵达13156个。其中,约6281个储能项目仍旧获取了SGIP的全额补贴支拨。正在用户侧储能项目前五年的收益中,SGIP补贴收益占到总收益的40%~50%。从将储能纳入补贴限造至今,SGIP经历了多次调整和修改。2018年8月,加州议会通过SB700法案,将SGIP计划的截止日期延长至2026年,用于持续饱励更多散布式储能项目的建设。同时,从申请SGIP补贴的储能配置厂商来看,特斯拉、LG化学、Stem Inc、CODAEnergy等企业获取补贴的项目数量、能量规模和金额位居前线,补贴政策为储能配置厂商带来发展机遇。

税收方面,投资税收减免(ITC)是美国为了饱励绿色能源投资而出台的税收减免政策,光伏项目可遵从投资额的30%抵扣应征税。2016年,美国储能协会向美国参议院提交了ITC法案,明确先进储能技术都能够申请投资税收减免,并能够以独立方式或者并入微网和可再生能源发电系统等形式运行。美国ITC自2020年开始降落,税抵退坡。2016~2019年,ITC仍庇护正在系统本钱的30%;2020年,ITC开始降落至系统本钱的26%;2021年,税收抵免进一步降至系统本钱的22%;2022年此后,新的商业太阳能系统的扫数者能够从其税收中扣除系统本钱的10%,住宅ITC将取消。这正在必然水平上说明2022年后,光伏配套储能系统本钱希望下降至可接受水平,实现无ITC平价运用。

电力市场规则方面,美国对储能参加电力市场对比注意,美国联国能源监禁委员会(FERC)2013年揭晓792号法则简化幼型发电配置并网流程,2015年揭晓745号法则答允消费端能源产品和服务参与批发电力市场,2016年开始就储能与散布式能源参与电力市场方面的规则举办建议搜集和所有修改。2018年2月,FERC揭晓841号法则的草案,正式要求区域输电组织(RTOs)和独立系统运营商(ISOs)建立闭系的批发电力市场模式、市场规则,囊括储能技术参数,参与市场的规模要求以及资历等,以便使储能能够参与RTOs/ISOs运营的扫数电力市场。针对市场参与模式、市场规则的建立,FERC提出四项尺度(见表1)。正在电力市场规则方面,除了FREC的841号法案表,美国储能产业发展的首要思途囊括将储能列为独立的电力资产,界说储能参与电力市场的模式,下降储能参与电力市场的门槛等。

PJMINT。,L。L。C。(PJM)是美国最大的区域电力市场运营商,不具有输电资产,担当美国13个州以及哥伦比亚特区电力系统的运行与管理。PJM是美国储能功率装机规模最大的地区,占到美国已投运项目近40%的功率规模和31%的能量规模,均匀功率规模为12兆瓦,均匀储能充放电时长为45分钟。PJM区域电力市场的储能项目以功率型运用为主,储能电站之于是正在PJM调频市场中得到较好的商业化运营,得益于公平的市场环境和按效果付费的价格机造。

2011年,FERC755号法则要求电网运营商按调频机能举办储积。2012年11月,PJM为了引入准确但电量有限的储能资源,将调频信号分为两种信号:慢响应调节信号A(RegA)和急剧响应调节信号D(RegD)。储能仰仗急剧的响应特性,正在各种调频资源中出现优异,取代燃气机构成为PJM最大调频来源。储能资源为了实现能量中性有时执行与电网调频需求相反的操作。为此,PJM于2017年初修订市场规则,庇护调频服务的能量中性,要求RegD资源将不再只提供短周期调频服务,储能系统也将被要求延长电网充放电韶华。市场规则的修改意味着储能系统需要配置更大的容量和充放电周期,也大幅下降了储能的装置增速。

美国CAISO(California Independent System Operator,Inc)是加州电力市场的运营主体和加州电网的调动中央,服务于加州三千万人丁,控造超过2。5万英里的输电线途,发电总装机容量超过5亿千瓦。CAISO是美国储能能量规模最大的地区,占到美国已投运项目44%的能量规模和18%的功率规模。加州储能以提供能量服务为主,运用领域比PJM更为多样。CAISO储能项目的均匀功率规模为5兆瓦,均匀储能充放电时长为4幼时。

太平洋燃气电力公司(PG&E)、圣地亚哥燃气电力公司(SDG&E)、南加州爱迪生公司(SCE)等投资者扫数的IOUs是加州储能项目的首要投资开发主体。IOUs一方面积极推动电网级储能电站和工商业用户侧储能电站的建设,另一方面积极通过与用户共享资产的模式,集成用户侧散布式储能资源提供电力服务。目前加州62%的储能装机规模由SCE和SDG&E采购和运用,首要解决储气库泄漏带来的供电平静性问题,满足该州发电资源起码4幼时备用容量的要求。所以,加州储能露出出更大储能能量的发展趋势。别的,加州还是幼型储能系统(幼于1兆瓦)的首要运用地区。美国90%的储能系统运用于加州,其中商业领域运用首要散布于SCE和SDG&E地区,工业领域运用首要散布于PG&E地区。

2017年,英国储能市场规模迎来发生式增长,其累计投运储能项目规模抵达2016年同期规模的10倍。截至2019年6月初,英国仍旧部署装机容量700兆瓦的大型电池储能系统。目前英国将近800兆瓦储能项目处于正正在建设/绸缪建设阶段。依据帝国理工学院针对Drax Electric Insights举办的分析,正在英国、欧盟和美国,正在能源转型中,跟着可再生能源发电(风能和太阳能)高比例接入到能源系统,其对能源存储的需求将持续扩大。正在接下来的20到30年中,仅英国的储能总容量就将扩大到30吉瓦或更多。

英国电力市场化改革是世界许多国家参考的典范。2011年,英国能源部正式揭晓《电力市场化改革白皮书(2011)》,该法案目的是通过建立容量市场,为容量提供平静、持续性的新饱励,保证现有容量机组的节余能力,庇护投资者对新建容量机组的热诚。英国从2016年开始答允囊括电化学储能正在内的新兴资源参与容量市场,容量市场答允参与容量竞拍的资源同时参与电能批发市场,这极大地促进了英国储能装机容量急剧提升。彭博新能源财经(BNEF)揭晓申诉显示,2019年英国T-4容量竞价出清价格为15。97英镑/千瓦(以2018/19年价格为基准),逆转容量价格走低的趋势。BNEF以为,英国储能市场给电力行业带来的影响越来越显著。煤电退伍将再推迟一年,到2024年,届时迫于政策压力,煤电将不得不闭停。跟着火电逐步退伍,2023~2024年度英国调峰机组、储能和需求响应的并网规模将抵达7。1吉瓦。

2016年此后,英国大幅推进储能闭系政策及电力市场规则的修订工作。2017年,英国将储能纳入“英国智能灵活能源系统发展战略”,使储能具备参与英国电力市场的合理身份,并笃信其作用。英国自然气和电力市场办公室(OFGEM)于2018年10月更新了“智能系统和灵活性计划”,进一步消除智能技术(如储能)的市场障碍。该计划提出要将储能界说为发电资产的一部分,还提出举办增强频率响应项目招标。OFGEM于2019年6月对储能界说举办了修订,将储能系统归类为发电步骤。这一举措否定了向来拥有争议的储能系统双重收费政策,即将储能系统行为用电步骤举办收费的同时,又行为发电步骤收费。这种双重收费政策正在欧洲各国普遍采用。储能系统成为发电步骤的上风是能够正在业界仍旧熟谙的规则中工作,并且业界厂商了解储能系统如何适应这些规则。

澳大利亚磋议公司Sun Wiz揭晓的最新申诉显示,2019年是澳大利亚电池储能装置量创纪录的一年,整年新增储能容量376兆瓦时,其中,住宅侧电池容量有所降落,为233兆瓦时,共装置了22661套户用电池系统,约莫每13个具有光伏系统的用户中就有1个装置了电池储能系统;电网级和商用电池的总装置量超过143兆瓦时,远高于2018年的69兆瓦时。2015~2019年澳大利亚住宅侧电池储能装置量远高于非住宅侧,两者辞别为738兆瓦时和361兆瓦时,但这一趋势估计将正在2020年发作逆转。据BNEF分析,2019年澳大利亚有超过7万户家庭装置储能电池,户用储能电池市场占环球比重近30%。估计到2020年,澳大利亚的非住宅侧电池储能容量将超过500兆瓦时,新增容量起码是住宅侧储能容量的两倍。

澳大利亚多地造订了储能装置饱励计划,通过补贴重点支持用户侧储能系统。北领地和西澳大利亚州于2020年推出太阳能+储能项目饱励计划,首要为电网级、住宅以及社区级太阳能+储能项目提供资帮。因为澳大利亚的储能市场以户用与商用储能为主,工业大规模储能发展相对落后,所以目前的政策造订工作重点正在于规范户用与商用储能市场发展。2017年澳大利亚清洁能源协会向联国提出了13项政策建议,涉及缔造公平竞赛环境、消除户用与商用储能市场管理障碍、户用与商用储能价值认可与投资回报、建立尺度及保护用户四个方面。BNEF揭晓的申诉显示,自2016年此后,澳大利亚户用光伏装置量每年都创下新高,2019年创下年度新增装机高点,而2020年估计还会有所突破。家庭用户将继续主导储能投资,但跟着经济性提高和新商业模式出现,工商业储能规模将实现急剧增长。

2016年11月,澳大利亚能源市场委员会(AEMC)揭晓《国家电力修改规则2016》,提出将辅帮服务市场开放给新的市场参与者,即大型发电企业以表的、市场化的辅帮服务提供商。澳大利亚调频辅帮服务规则修订后,市场参与者既能够正在一个地点提供辅帮服务,也能够将多个地点的负荷或机组集合起来提供服务。该规则于2017年7月开始实行,大大扩大了储能参与澳大利亚电力辅帮服务市场的机会,不但有帮于扩大澳大利亚调频服务资源的供应,还能够下降调频服务市场价格。正在创建公平合理的市场竞赛环境方面,2017年8月,AEMC揭晓《国家电力修改规则2017》,旨正在通过界定用户侧资源的扫数权和使用权,明确用户侧资源能够提供的服务,来避免用户侧资源正在参与电力市场过程中遭受不公平竞赛。2017年11月,AEMC将国家电力市场买卖结算周期从现行的30分钟改为5分钟。这一机造不但能够促进储能正在澳大利亚电力市场中实现更有用的运用并获取合理储积,还将推动基于急剧响应技术的更多市场主体以及合同形式的出现,对储能正在电力市场中的多元化运用产生重要影响。

澳大利亚国家电力市场(NEM)是简单电量市场,采用分区电价区域,目前分为5个区域,大致遵从州的边际划分。NEM上的储能系统参与了现有市场参与者种别的框架,有双重身份:就电力供应而言,与发电机相闭;正在购买方面,与电力消费者相闭。

据统计,截至2019年底,欧洲电池储能市场的装机规模抵达3。5吉瓦掌握,德国占比抵达31。4%,德国的电池储能容量抵达1。1吉瓦,同比上升41%,估计2020年底将抵达1。4吉瓦。其中,公用职业级储能项目2019年新增89兆瓦,累计规模达453兆瓦,2020年累计规模将会扩大至517兆瓦。另一方面,2019年德国家用电池储能市场继续发展,已投运家用储能容量达680兆瓦,新增240兆瓦,共有18。2万套系统,首要用于与屋顶光伏系统或者与电动汽车搭配。依据德国贸易促进署的数据,德国用户侧储能系统将以年度超过5万套的速度持续装置,并正在2020年突破20万套储能系统的装置量。

德国事支持储能系统发展的首要国家之一,首要通过赠款或者补贴融资来提供资金支持。德国储能发展的首要运用领域为屋顶光伏+电池储能、社区储能模式、召集式参与调频市场和大型储能系统参与调频。其中,德国家庭储能市场的发生和德国推出的太阳能储能补贴政策闭系甚密。2013年5月,德国通过政策性银行——德国复兴信贷银行(KfW)对家用太阳能电池储能系统举办补贴。补贴的对象是新建的太阳能电站加上储能配置,或者正在现有的太阳能电站上装置储能配置举办升级。从政策执行效果来看,散布式光储补贴仍旧推动德国成为环球首要户用储能市场之一。2013年,德国家用和商业用储能系统还亏欠1万套,到2018年底,这一数字仍旧增长至12万套,其中绝大部分是户用储能系统。

近年来,德国也开始通过调整市场规则为散布式储能参与电力市场提供方便,其中影响较大的是德国联国电网管理局对二次调频和三次调频的竞价韶华和最低投标规模举办的调整。针对竞价韶华,自2018年7月起,二次调频和三次调频的竞价韶华由每周改为逐日举办。同时,其供合时间段也由向来的每天2段、每段12幼时改为每天6段、每段4幼时。竞价正在交付日的前一周上午十点开始,正在交付日前一日的上午八点结束。针对最低投标规模,自2018年7月起,经联国电网管理局许可的幼型供应商有机会提供低于5兆瓦(原先要求的最幼规模)的二次调频和分钟调频服务,如1兆瓦、2兆瓦、3兆瓦等,前提是该供应商正在每个调频区域、每个供合时间段,针对每个调频产品,只可以简单竞价单元参与报价,以防御大储能电站拆分成幼单元参与竞价。这些规则修改能够让可再生能源配置、需求侧管理系统、电池储能配置等装机功率较幼的运营商有机会进入辅帮服务市场,每天的竞价和更短的服务供应窗口答允可用的储能容量参与更多指标市场,能够更有用地激发聚合的储能容量获取叠加收益。

除抽水蓄能表,正在环球储能投运项目中,2008年,钠离子电池和飞轮储能为首要技术类型;2009年,所投运项目简直全部为钠离子电池储能项目;2010年,锂离子电池储能项目呈发生增长,约占当年投运储能项目的70%,并且自2012年起,运用锂离子电池技术的投运项目占比最大,到2017年,锂离子电池技术已吞没90%以上的市场份额。依据CNESA统计,近五年环球已投运储能项目中,锂电储能系统占比均超过80%,2019年上半年,锂电储能新增投运项目的装机占比最大,为85。7%。锂离子电池行为主流技术道途,具备本钱降落空间。目前已商业化运用的电化学储能技术首要为铅蓄电池和锂离子电池。依据BNEF估计,2020年至2023年锂电价格希望降至150美元/千瓦时,抵达储能系统运用的经济性拐点。

对储能项目技术类型的分析证实,基于钛酸锂(LTO)电池和镍锰钴氧化物(NMC)电池的储能系统首要用于频率控造任务,正在这些任务中,需要急剧输出功率或接收幼容量功率。磷酸铁锂(LFP)电池技术简直可用于扫数运用。而拥有较长放电韶华的液流电池更多是用于解决备用问题,特别是用于大功率储能的钒氧化还原液流电池。钠硫电池技术是目前独一同时具备大容量和高能量密度的储能电池,但因为钠硫电池仍面对本钱高的困难,于是目前尚未正在环球实现大规模运用。通过对不同技术类型电池每幼时耗能情况举办分析,可得出结论:钛酸锂(LTO)电池太阳能装配能耗大大低于基于LFP、液流电池和压缩气氛储能系统的能耗。

别的,以飞轮储能为代表的物理储能技术实现了技术突破。目前表洋市场仍旧所有启动了飞轮储能的推广运用,美国Active Power公司特意出产和销售UPS飞轮电池,年销售额抵达7000万美元。英国研发出的飞轮储能技术装配正在无需维护的情况下能够使用25年,重复充放电100万次,同时不会出现能量损耗。

以调频为代表的辅帮服务市场是目前环球储能产业最具商业价值的运用领域。从储能市场运用来看,依据DOE数据,2018年,有一半以上的储能项目参与了频率调节市场(见图3)。依据BNEF统计,2016年、2017年,兆瓦级储能项目累计装机中,调频运用占比辞别为41%、50%。正在传统能源结构中,电网短韶华内的能量不平衡是由传统机组通过响应AGC信号来举办调节的。而跟着新能源并网,景象的震动性和随机性使得电网短韶华内的能量不平衡加剧,传统能源因为调频速度慢,正在响应电网调动指令时拥有滞后性,有时会出现反向调节之类的错误动作,所以不能满足新增的需求。相较而言,储能(特别是电化学储能)调频速度快,电池能够灵活地正在充放电状态之间转换,长短常好的调频资源。

储能另一个典型运用是能量时移,占储能项目运用的13%。能量时移即是通过储能的方式实现用电负荷的削峰填谷,即发电厂正在用电负荷低谷时段对电池充电,正在用电负荷岑岭时段将存储的电量开释。别的,将可再生能源的弃风弃光电量存储后再移至其他时段举办并网也是能量时移。

第三大运用是帮帮用户侧电费管理,该运用的储能项目约占11%。正在用户侧储能顶用户能够正在电价较低的谷期利用储能装配存储电能,正在用电岑岭期使用存储好的电能,避免直接大规模使用高价的电网电能,如此能够下降用户的电力使用本钱。

别的,储能运用较为活动的领域尚有供电备用容量,占比9%。备用容量是指正在满足估计负荷需求以表,针对突发情况为保险电能质量和系统安全平静运行而预留的有功功率储备,日常备用容量是系统正常电力供应容量的15%~20%,且最幼值应等于系统中单机装机容量最大的机组容量。因为备用容量针对的是突发情况,日常年运行频率较低,如果是采用电池单独做备用容量服务,经济性无法得到保险,所以需要将其与现有备用容量的本钱举办对比来确定现实的取代效应。

美国加州太平洋煤气电力公司公布的储能项目现实运行收益情状申诉EPIC(Electric Program Investment Charge)证实,现阶段储能正在调频领域已有必然的经济性;而因为电价差亏欠以抵消储能系统轮回效率、电池老化等酿成的耗损,正在能量市场的收益并不笑观;参与盘旋备用容量市场,其收益囊括备用容量的收益和被移用后的能量收益,机会本钱较高,收益较低,还亏欠以支撑项目节余。

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长时储能运用正正在电力系统中举办部署,以平衡电力震动,管理峰值需求,使风力发电和太阳能发电能够调动。依据长时储能弧线划分,环球发展远景较好的长时储能技术囊括五种:抽水蓄能技术、混凝土砌块储能技术、液态气氛储能技术、地下压缩气氛储能技术和液流电池储能技术。

美国各州都很注意新能源电力发展,新能源储能技术关于实现平抑新能源效劳震动、促进电网平静这一指标至闭重要。美国加州大众职业委员会(CPUC)体现,加州计划到2026年部署装机容量为1吉瓦的新能源长时储能系统,以推进其清洁能源转型。CPUC对2019~2020年电力资源组合提出的最佳投资组合建议,囊括洪量使用太阳能、风能和电池存储资源,以及长时储能和基于新传输系统的州表风能。目前,纽约州正正在开发能够储能6幼时以上的经济可行的储能系统。

锂离子电池正在储能市场占对比大,但其运用正在长时储能系统中并不是较优选择。正在大部分风能和太阳能为电网供电的地区,采用压缩气氛蓄能(CAES)技术的长时储能资源正变得越来越有价值。CAES系统正在电力充足的时期举办气氛压缩储能,比及电力匮乏之时,再通过解压气氛举办发电。加拿大初创公司Hydrostor尽力于开发压缩气氛储能系统,NRStorHydrostor压缩气氛储能项目是一个很好的案例。Hydrostor利用其A-CAES技术和特意建造的地下蓄积洞穴开发大规模的储能步骤。该技术能够像抽水蓄能相通提供长韶华的存储,况且能够举办灵活装置,别的,此类步骤全部不排放废气,本钱低廉。

近年来,环球光伏发电比例不断扩大,为保险电能质量、提升电网灵活性、提高散布式光伏自愿自用比例,下降用户用电本钱,又加之锂离子电池系统本钱大幅降落,轮回寿命不断提高,光伏整合储能技术系统建设成为储能环球运用的主流。以德国、英国、澳大利亚、美国、日本为代表的国家正在“光伏+储能”方面走正在了世界前线,而与储能闭系的项目也成为这些国家的投资热点。这些光储项目还能够抵消对新建燃气机组提供容量服务的需求,详细的系统配置取决于项目所正在地区的尖峰负荷时长和燃气机组利用率。目前光储项目的合约类型也正在不断创新和多元化。

以美国为例,内华达州公用职业委员会(PUCN)已批准Quinbrook与NV Energy签订为期25年的售电协议(PPA),用于克拉克690兆瓦AC Gemini太阳能+电池存储项目。该项目用于浮现将光伏技术与储能相结合的能力,以捉拿和利用内华达州丰硕的太阳能资源,为NV Energy的客户提供低本钱电力,正在太阳下山后长韶华保持照明,并能够为内华达州电力需求激增的晚上岑岭期举办调动。美国能源公司PacifiCorp揭晓了其长期能源计划草案,初次将电池储能确定为最低本钱组合的一部分,到2025年规划的扫数储能资源都将与新型太阳能发电相配套。

正在德国过去的25年中,已装置了170万座太阳能发电装配,总装机容量超过45吉瓦。其中大无数是装置正在住宅屋顶上容量低于30千瓦的太阳能发电配置。这为幼型储能系统提供了广阔的发展远景。均匀而言,使用电池可将光伏发电的自用比例从35%扩大到70%以上。

更低本钱的太阳能系统出现正在市场上之后,跟着光伏补贴缩减,储能电池本钱降落,储能行业发展步伐越来越快。家庭储能系统的价格取决于房屋或企业的巨细、业主的能源需求、兴办物能接触到多少阳光,以及面板、电池和管理系统的质量。值得一提的是,电池储能的经济性并不是大无数电池系统购买者的独一动机,以至不是首要动机,他们有望独立于电力公司和不断上涨的电价,且有望为绿色能源作出贡献。

跟着环球太阳能和储能行业的急剧发展,虚拟发电厂(VPP)正逐步成为储能运用的另一大市场。虚拟电厂正在电力市场中,能够担负的角色囊括发电商、发电经纪商、辅帮服务供应商、售电商,这当中都少不了储能装配的参与。VPP的上风是能够下降对发电配置的初期投资,并提高日后灵活并网光伏发电的能力。

依据CNESA对环球储能市场的长期追踪,目前Sunverge、Stem、Tesla、Green Charge Networks、Sonnen等环球首要的散布式储能系统集成商都正在积极探索VPP模式,并形成了许多代表性的运用案例。依据日本经济产业省闭系数据,日本国内可供VPP征求的太阳能电力规模估计将正在30年内扩大到37。7吉瓦,相当于37个大型火力发电站的发电量,可见行为电力调配的VPP发展远景广阔。

南澳大利亚州实施的家庭电池计划目前仍旧抵达了一个重要的里程碑,该州计划通过VPP技术整合拟部署的40000个住宅电池储能系统,并将为每个电池储能系统提供高达6000美元的补贴。2019年10月,南澳大利亚数百户家庭光储系统形成的VPP项目,通过向澳大利亚天下电力市场供能,成功地应对了昆士兰州发作的一次大规模断电事项。

近年来,德国积极部署大型电池储能系统。2016~2017年德国有13个新项目投运,用于平衡电网系统,规模约138兆瓦。2018年,总部位于荷兰的电力供应商Eneco竣工正在德国Schleswig-Holstein的大型储能项目EnspireME。该项目储能容量超过50兆瓦时,由约莫10000块锂离子电池构成。Eneco体现,这是迄今为止正在欧洲开发的最大的单点电池储能项目。项目位于高压电站旁,能够帮帮减少高压电站的老例能源损耗,同时提供首要的控造电源,减少风力涡轮机弃风景色。该地区的风电场将与电池存储步骤连接,以便正在发电量高时存储电力。

更大的电池系统运用囊括不间断电源和黑启动能力。利用黑启动能力能够以最急剧度启动更多发电电源,从而规复更多的发电能力。储能系统拥有调节幅度更大、动态响应更快的特性,利用储能配置辅帮黑启动能够有用提高局域电网的规复速度。别的,德国商业储能系统的装置量也正在不断增长。大型电池市场的未来趋势囊括发展区域储能和租赁模式。区域储能将来自本地私有发电厂(比如屋顶光伏系统)的多余电量存储正在电池中。

从表洋电力市场的经历来看,储能最有性命力、竞赛力的是提供辅帮服务。目今阶段,正在调峰、能量时移方面,储能的技术经济性尚有进一步提升的空间。而储能行为调频等急剧响应的资源,仍旧正在表洋市场声明长短常有上风和竞赛力的。比如储能正在英国电力市场上能够参与的电力辅帮服务首要为频率响应、容量储备、无功调节和系统安全四个方面,其中电池储能首要参与固定频率响应(FFR)的动态频率响应,英国国家电网电力系统运营商(ESO)按期公布英国未来一段韶华内的调频需求,并且每个月都会举办招标。参与者能够针对未来某一个月以至某连续的24个月,全天或者一天中的特定韶华段辞别举办投标,中标者需要守时实现容量的交付,并且与国家电网按投标价格举办结算。FFR首要能够分为三类服务,辞别为:一级低频响应、二级低频响应和高频响应。英国储能市场增长的首要驱动成分囊括先进调频、其他电网平衡服务等高价值电网服务合同。

跟着运用需求的不断扩大,各国支持政策持续出台以及建造工艺不断完善,近年来储能电池技术发展迅猛,电池安全性、轮回寿命和能量密度等闭键技术目标均得到了大幅提升,运用本钱急剧降落。

正在储能系统本钱组成上,目前电池本钱约占60%,储能变流器(PCS)占比20%,电池管理系统(BMS)占比5%,能量管理系统(EMS)占比5%~10%,其他配件5%。本钱最高的组件是电池和逆变器。

正在部署储能系统时需要思量许多成分。电池的功率和持续韶华取决于其正在项目中的用处。项目目的是由经济价值决心的。其经济价值取决于储能系统参与的市场。这个市场最终决心了电池将如何分配能量、充电或放电以及持续多长韶华。功率和持续韶华不但决心了储能系统的投资本钱,况且决心了其工作寿命。

依据BNEF最新竣工的环球储能系统本钱调研,2019年一个竣工装置的、4幼时电站级储能系统的本钱限造为300~446美元/千瓦时。本钱限造之大也凸显了储能项目设计和装置过程的复杂性和多样性。2019年,4幼时电站级储能系统的总本钱基准为331美元/千瓦时,户用储能系统的总本钱基准为721美元/千瓦时。依据GTM预测,到2025年,单位千瓦时储能电池本钱将降至110美元,能源存储系统平衡(BOS)部分将降至85美元。

固然目今环球储能市场面对诸多难题与挑战,但储能发展的广阔远景不会调动,跟着市场机造和商业模式不断成熟、技术不断进步,储能规模将继续保持增长。众多储能技术道途中,电化学储能是储能的首要发展方向,而其中锂电池道途最为主流。

环球各大机构对未来环球储能市场规模的中长期预测显示,储能市场发展潜力广大。据Wood Mackenzie预测,2020年整年新增装机量将抵达创记录的12。6吉瓦时。到2025年,环球储能部署投资总额将从2019年的180亿美元扩大到2025年的1000亿美元。世界能源理事会(WEC)预测,到2030年,环球储能装机总量将抵达250吉瓦。美国研讨机构Lux Research预测,未来15年,环球储能市场装机容量将以更快的速度增长,到2035年,累计装机规模年均复合增长率为20%,年收入年均复合增长率为14。9%。BNEF预测,到2040年,环球储能项目累计装机规模将抵达1095吉瓦/2850吉瓦时,对应投资规模6620亿美元。

地分别布方面,据HISMarkit称,美国正在2019年仍旧成为世界当先的储能市场。依据BNEF的申诉,将鄙人一个十年超越美国。同时,印度、德国、法国、英国、澳大利亚以及部分拉丁美洲国家将成为储能的重要市场。到2040年,亚太地区的储能装机规模将占环球总规模的40%,欧洲、中东和非洲占33%,美洲占23%。和美国将是环球最大的市场,其需求显著高于所正在地区的其他市场,两者的储能规模简直与印度、德国、南美、东南亚、法国、澳大利亚和英国等其他首要市场的总规模相当。而欧洲、中东和非洲各国的需求则较为平衡。排名前十位的国家累计装机规模之和占环球总规模的近四分之三。

归纳各研讨机构的数据,储能本钱自2010年此后平素呈降落趋势。2010~2017年锂离子电池价格降落近80%。即使不同技术的价格有所不同,但各品种型电池的价格降落速度大致相同(见图4)。依据BNEF数据,2019年,环球锂电池组均匀价格仍旧较2010年降落87%,降至156美元/千瓦时,锂电池组均匀价格最低,为147美元/千瓦时。

从技术种别看,未来15年,固定式储能领域运用最多的依旧是锂离子电池,而液流电池、钠硫电池等技术可以会正在长时储能运用中博得突破性进展,能够优化调动或者通过虚拟电厂聚合储能资源的软件系统使储能产品变得更具特色。

大规模储能系统的运用,使得能源转换与利用特别高效,实现了能源的时空平移,解决了能源正在出产、传输以及使用环节的不同步性。目前囊括物理储能、电化学储能、储热、储氢等正在内的多种储能技术类型,正在新能源并网、电动汽车、智能电网、微电网、散布式能源系统、家庭储能系统、无电地区供电工程等不同运用场景下,展透露广大的发展潜力,市场远景非常广阔。储能参与电力市场的价值可分为三个方面:容量价值、能量价值和辅帮服务价值。目前,调频与能量时移成为储能的首要运用场景。其中,通过可再生能源场站配置储能系统的方式实现能量时移越来越普遍。BNEF预测,2020年后储能提供容量服务的运用模式将成为主流。

未来两年间,储能首要运用将特别多元、均衡。其中,目今占比约一半的储能调频运用将出现明显降落,占比降至16%。这一方面,即使经济性储积较好,但调频辅帮服务市场空间较幼,洪量灵活性资源短期内涌入调频市场或急剧拉低调频价格;另一方面,震动性可再生能源持续发展,配套洪量储能系统,极大提升能量时移运用的占比。能源时移运用占比将翻倍增长,成为最首要运用。

正在能源转型的大背景下,传统能源企业向新能源业务寻出途是必然的选择。2019年1月,壳牌新能源与英国清洁能源项目的开发商和建设者Anesco合作开发了电网级电池储能系统,项目容量1。25兆瓦/1。25兆瓦时,这是壳牌首个电网侧储能项目。2019年2月,壳牌发表收购Sonnen,使之成为壳牌的全资子公司。壳牌借此希望成为欧洲最大的储能企业。同年,囊括杜克能源(Duke Energy)、Xcel Energy公司和亚利桑那州大众服务公司(APS)等正在内的近50家美国电力公司,为了实现减排指标,开始依赖储能系统来缓解批发市场的震动,并为部署更多的可再生能源发电步骤提供支持。

如今的环球储能市场,不但吸引了传统的能源电力公司,太阳能电池板、储能系统、电力配置等供应商,能源行业以表的公司也开始正在这一领域举办投资,国际本钱接踵进入储能市场培育新业态。

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