國際儲能市場發(fā)展概況（二）

（接上文）

1. 裝機(jī)規(guī)模

澳大利亞咨詢公司Sun Wiz發(fā)布的最新報(bào)告顯示，2019年是澳大利亞電池儲能安裝量創(chuàng)紀(jì)錄的一年，全年新增儲能容量376兆瓦時(shí)，其中，住宅側(cè)電池容量有所下降，為233兆瓦時(shí)，共安裝了22661套戶用電池系統(tǒng)，大約每13個(gè)擁有光伏系統(tǒng)的用戶中就有1個(gè)安裝了電池儲能系統(tǒng)；電網(wǎng)級和商用電池的總安裝量超過143兆瓦時(shí)，遠(yuǎn)高于2018年的69兆瓦時(shí)。2015～2019年澳大利亞住宅側(cè)電池儲能安裝量遠(yuǎn)高于非住宅側(cè)，兩者分別為738兆瓦時(shí)和361兆瓦時(shí)，但這一趨勢預(yù)計(jì)將在2020年發(fā)生逆轉(zhuǎn)。據(jù)BNEF分析，2019年澳大利亞有超過7萬戶家庭安裝儲能電池，戶用儲能電池市場占全球比重近30%。預(yù)計(jì)到2020年，澳大利亞的非住宅側(cè)電池儲能容量將超過500兆瓦時(shí)，新增容量至少是住宅側(cè)儲能容量的兩倍。

2. 產(chǎn)業(yè)政策與市場規(guī)則

澳大利亞多地政府制定了儲能安裝激勵(lì)計(jì)劃，通過補(bǔ)貼重點(diǎn)支持用戶側(cè)儲能系統(tǒng)。北領(lǐng)地政府和西澳大利亞州于2020年推出太陽能+儲能項(xiàng)目激勵(lì)計(jì)劃，主要為電網(wǎng)級、住宅以及社區(qū)級太陽能+儲能項(xiàng)目提供資助。由于澳大利亞的儲能市場以戶用與商用儲能為主，工業(yè)大規(guī)模儲能發(fā)展相對落后，因此政府目前的政策制定工作重點(diǎn)在于規(guī)范戶用與商用儲能市場發(fā)展。2017年澳大利亞清潔能源協(xié)會向聯(lián)邦政府提出了13項(xiàng)政策建議，涉及創(chuàng)造公平競爭環(huán)境、消除戶用與商用儲能市場管理障礙、戶用與商用儲能價(jià)值認(rèn)可與投資回報(bào)、建立標(biāo)準(zhǔn)及保護(hù)用戶四個(gè)方面。BNEF發(fā)布的報(bào)告顯示，自2016年以來，澳大利亞戶用光伏安裝量每年都創(chuàng)下新高，2019年創(chuàng)下年度新增裝機(jī)高點(diǎn)，而2020年預(yù)計(jì)還會有所突破。家庭用戶將繼續(xù)主導(dǎo)儲能投資，但隨著經(jīng)濟(jì)性提高和新商業(yè)模式出現(xiàn)，工商業(yè)儲能規(guī)模將實(shí)現(xiàn)快速增長。

2016年11月，澳大利亞能源市場委員會（AEMC）發(fā)布《國家電力修改規(guī)則2016》，提出將輔助服務(wù)市場開放給新的市場參與者，即大型發(fā)電企業(yè)以外的、市場化的輔助服務(wù)提供商。澳大利亞調(diào)頻輔助服務(wù)規(guī)則修訂后，市場參與者既可以在一個(gè)地點(diǎn)提供輔助服務(wù)，也可以將多個(gè)地點(diǎn)的負(fù)荷或機(jī)組集合起來提供服務(wù)。該規(guī)則于2017年7月開始實(shí)行，大大增加了儲能參與澳大利亞電力輔助服務(wù)市場的機(jī)會，不僅有助于增加澳大利亞調(diào)頻服務(wù)資源的供應(yīng)，還能夠降低調(diào)頻服務(wù)市場價(jià)格。在創(chuàng)建公平合理的市場競爭環(huán)境方面，2017年8月，AEMC發(fā)布《國家電力修改規(guī)則2017》，旨在通過界定用戶側(cè)資源的所有權(quán)和使用權(quán)，明確用戶側(cè)資源可以提供的服務(wù)，來避免用戶側(cè)資源在參與電力市場過程中遭遇不公平競爭。2017年11月，AEMC將國家電力市場交易結(jié)算周期從現(xiàn)行的30分鐘改為5分鐘。這一機(jī)制不僅能夠促進(jìn)儲能在澳大利亞電力市場中實(shí)現(xiàn)更有效的應(yīng)用并獲得合理補(bǔ)償，還將推動基于快速響應(yīng)技術(shù)的更多市場主體以及合同形式的出現(xiàn)，對儲能在電力市場中的多元化應(yīng)用產(chǎn)生重要影響。

1. 裝機(jī)規(guī)模

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，歐洲電池儲能市場的裝機(jī)規(guī)模達(dá)到3.5吉瓦左右，德國占比達(dá)到31.4%，德國的電池儲能容量達(dá)到1.1吉瓦，同比上升41%，預(yù)計(jì)2020年底將達(dá)到1.4吉瓦。其中，公用事業(yè)級儲能項(xiàng)目2019年新增89兆瓦，累計(jì)規(guī)模達(dá)453兆瓦，2020年累計(jì)規(guī)模將會增加至517兆瓦。另一方面，2019年德國家用電池儲能市場繼續(xù)發(fā)展，已投運(yùn)家用儲能容量達(dá)680兆瓦，新增240兆瓦，共有18.2萬套系統(tǒng)，主要用于與屋頂光伏系統(tǒng)或者與電動汽車搭配。根據(jù)德國貿(mào)易促進(jìn)署的數(shù)據(jù)，德國用戶側(cè)儲能系統(tǒng)將以年度超過5萬套的速度持續(xù)安裝，并在2020年突破20萬套儲能系統(tǒng)的安裝量。

2. 產(chǎn)業(yè)政策與市場規(guī)則

德國是支持儲能系統(tǒng)發(fā)展的主要國家之一，主要通過贈款或者補(bǔ)貼融資來提供資金支持。德國儲能發(fā)展的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槲蓓敼夥?電池儲能、社區(qū)儲能模式、集中式參與調(diào)頻市場和大型儲能系統(tǒng)參與調(diào)頻。其中，德國家庭儲能市場的爆發(fā)和德國政府推出的太陽能儲能補(bǔ)貼政策關(guān)系甚密。2013年5月，德國政府通過政策性銀行——德國復(fù)興信貸銀行（KfW）對家用太陽能電池儲能系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)貼。補(bǔ)貼的對象是新建的太陽能電站加上儲能設(shè)備，或者在現(xiàn)有的太陽能電站上安裝儲能設(shè)備進(jìn)行升級。從政策執(zhí)行效果來看，分布式光儲補(bǔ)貼已經(jīng)推動德國成為全球主要戶用儲能市場之一。2013年，德國家用和商業(yè)用儲能系統(tǒng)還不足1萬套，到2018年底，這一數(shù)字已經(jīng)增長至12萬套，其中絕大部分是戶用儲能系統(tǒng)。

近年來，德國也開始通過調(diào)整市場規(guī)則為分布式儲能參與電力市場提供便利，其中影響較大的是德國聯(lián)邦電網(wǎng)管理局對二次調(diào)頻和三次調(diào)頻的競價(jià)時(shí)間和最低投標(biāo)規(guī)模進(jìn)行的調(diào)整。針對競價(jià)時(shí)間，自2018年7月起，二次調(diào)頻和三次調(diào)頻的競價(jià)時(shí)間由每周改為每日進(jìn)行。同時(shí)，其供應(yīng)時(shí)間段也由原來的每天2段、每段12小時(shí)改為每天6段、每段4小時(shí)。競價(jià)在交付日的前一周上午十點(diǎn)開始，在交付日前一日的上午八點(diǎn)結(jié)束。針對最低投標(biāo)規(guī)模，自2018年7月起，經(jīng)聯(lián)邦電網(wǎng)管理局許可的小型供應(yīng)商有機(jī)會提供低于5兆瓦（原先要求的最小規(guī)模）的二次調(diào)頻和分鐘調(diào)頻服務(wù)，如1兆瓦、2兆瓦、3兆瓦等，前提是該供應(yīng)商在每個(gè)調(diào)頻區(qū)域、每個(gè)供應(yīng)時(shí)間段，針對每個(gè)調(diào)頻產(chǎn)品，只能以單一競價(jià)單元參與報(bào)價(jià)，以防止大儲能電站拆分成小單元參與競價(jià)。這些規(guī)則修改能夠讓可再生能源設(shè)備、需求側(cè)管理系統(tǒng)、電池儲能設(shè)備等裝機(jī)功率較小的運(yùn)營商有機(jī)會進(jìn)入輔助服務(wù)市場，每天的競價(jià)和更短的服務(wù)供應(yīng)窗口允許可用的儲能容量參與更多目標(biāo)市場，能夠更有效地激發(fā)聚合的儲能容量獲得疊加收益。

除抽水蓄能外，在全球儲能投運(yùn)項(xiàng)目中，2008年，鈉離子電池和飛輪儲能為主要技術(shù)類型；2009年，所投運(yùn)項(xiàng)目幾乎全部為鈉離子電池儲能項(xiàng)目；2010年，鋰離子電池儲能項(xiàng)目呈爆發(fā)增長，約占當(dāng)年投運(yùn)儲能項(xiàng)目的70%，并且自2012年起，應(yīng)用鋰離子電池技術(shù)的投運(yùn)項(xiàng)目占比最大，到2017年，鋰離子電池技術(shù)已占據(jù)90%以上的市場份額。根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì)，近五年全球已投運(yùn)儲能項(xiàng)目中，鋰電儲能系統(tǒng)占比均超過80%，2019年上半年，鋰電儲能新增投運(yùn)項(xiàng)目的裝機(jī)占比最大，為85.7%。鋰離子電池作為主流技術(shù)路線，具備成本下降空間。目前已商業(yè)化應(yīng)用的電化學(xué)儲能技術(shù)主要為鉛蓄電池和鋰離子電池。根據(jù)BNEF預(yù)計(jì)，2020年至2023年鋰電價(jià)格有望降至150美元/千瓦時(shí)，達(dá)到儲能系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)。

對儲能項(xiàng)目技術(shù)類型的分析表明，基于鈦酸鋰（LTO）電池和鎳錳鈷氧化物（NMC）電池的儲能系統(tǒng)主要用于頻率控制任務(wù)，在這些任務(wù)中，需要快速輸出功率或接收小容量功率。磷酸鐵鋰（LFP）電池技術(shù)幾乎可用于所有應(yīng)用。而具有較長放電時(shí)間的液流電池更多是用于解決備用問題，特別是用于大功率儲能的釩氧化還原液流電池。鈉硫電池技術(shù)是目前唯一同時(shí)具備大容量和高能量密度的儲能電池，但由于鈉硫電池仍面臨成本高的難題，所以目前尚未在全球?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。通過對不同技術(shù)類型電池每小時(shí)耗能情況進(jìn)行分析，可得出結(jié)論：鈦酸鋰（LTO）電池太陽能裝置能耗大大低于基于LFP、液流電池和壓縮空氣儲能系統(tǒng)的能耗。

此外，以飛輪儲能為代表的物理儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。目前國外市場已經(jīng)全面啟動了飛輪儲能的推廣應(yīng)用，美國Active Power公司專門生產(chǎn)和銷售UPS飛輪電池，年銷售額達(dá)到7000萬美元。英國研發(fā)出的飛輪儲能技術(shù)裝置在無需維護(hù)的情況下能夠使用25年，反復(fù)充放電100萬次，同時(shí)不會出現(xiàn)能量損耗。

以調(diào)頻為代表的輔助服務(wù)市場是目前全球儲能產(chǎn)業(yè)最具商業(yè)價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域。從儲能市場應(yīng)用來看，根據(jù)DOE數(shù)據(jù)，2018年，有一半以上的儲能項(xiàng)目參與了頻率調(diào)節(jié)市場（見圖3）。根據(jù)BNEF統(tǒng)計(jì)，2016年、2017年，兆瓦級儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)中，調(diào)頻應(yīng)用占比分別為41%、50%。在傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)中，電網(wǎng)短時(shí)間內(nèi)的能量不平衡是由傳統(tǒng)機(jī)組通過響應(yīng)AGC信號來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。而隨著新能源并網(wǎng)，風(fēng)光的波動性和隨機(jī)性使得電網(wǎng)短時(shí)間內(nèi)的能量不平衡加劇，傳統(tǒng)能源由于調(diào)頻速度慢，在響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令時(shí)具有滯后性，有時(shí)會出現(xiàn)反向調(diào)節(jié)之類的錯(cuò)誤動作，因此不能滿足新增的需求。相較而言，儲能（特別是電化學(xué)儲能）調(diào)頻速度快，電池可以靈活地在充放電狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，是非常好的調(diào)頻資源。

儲能另一個(gè)典型應(yīng)用是能量時(shí)移，占儲能項(xiàng)目應(yīng)用的13%。能量時(shí)移就是通過儲能的方式實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的削峰填谷，即發(fā)電廠在用電負(fù)荷低谷時(shí)段對電池充電，在用電負(fù)荷高峰時(shí)段將存儲的電量釋放。此外，將可再生能源的棄風(fēng)棄光電量存儲后再移至其他時(shí)段進(jìn)行并網(wǎng)也是能量時(shí)移。

第三大應(yīng)用是幫助用戶側(cè)電費(fèi)管理，該應(yīng)用的儲能項(xiàng)目約占11%。在用戶側(cè)儲能中用戶可以在電價(jià)較低的谷期利用儲能裝置存儲電能，在用電高峰期使用存儲好的電能，避免直接大規(guī)模使用高價(jià)的電網(wǎng)電能，如此可以降低用戶的電力使用成本。

此外，儲能應(yīng)用較為活躍的領(lǐng)域還有供電備用容量，占比9%。備用容量是指在滿足預(yù)計(jì)負(fù)荷需求以外，針對突發(fā)情況為保障電能質(zhì)量和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行而預(yù)留的有功功率儲備，一般備用容量是系統(tǒng)正常電力供應(yīng)容量的15%～20%，且最小值應(yīng)等于系統(tǒng)中單機(jī)裝機(jī)容量最大的機(jī)組容量。由于備用容量針對的是突發(fā)情況，一般年運(yùn)行頻率較低，如果是采用電池單獨(dú)做備用容量服務(wù)，經(jīng)濟(jì)性無法得到保障，因此需要將其與現(xiàn)有備用容量的成本進(jìn)行比較來確定實(shí)際的替代效應(yīng)。

資料來源：DOE，EnergyNet

圖3  全球儲能市場主要應(yīng)用場景分布情況

美國加州太平洋煤氣電力公司公布的儲能項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行收益狀況報(bào)告EPIC（Electric Program Investment Charge）表明，現(xiàn)階段儲能在調(diào)頻領(lǐng)域已有一定的經(jīng)濟(jì)性；而由于電價(jià)差不足以抵消儲能系統(tǒng)循環(huán)效率、電池老化等造成的損失，在能量市場的收益并不樂觀；參與旋轉(zhuǎn)備用容量市場，其收益包括備用容量的收益和被調(diào)用后的能量收益，機(jī)會成本較高，收益較低，還不足以支撐項(xiàng)目盈利。

文章來源：微信公眾號“ 能源研究俱樂部 ”

2020/7/22