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超速发展：全球电池储能市场面临的挑战与机遇02册子 / 报告标题 | 章节标题概要 1介绍 2市场驱动因素 3挑战 9储能供应商关注的焦点 14数字技术的进步刺激产生新商业模式 15总结 18尾注 19目录1超速发展：全球电池储能市场面临的挑战与机遇美国智利意大利德国英国印度澳大利亚韩国日本超速发展：全球电池储能市场面临的挑战与机遇概要本报告分析了一些国家追求储能的历程，这些国家正在以更加积极的态势向实现电网现代化进发，同时引入了可再生能源的使用。报告立足于电网中的电池储能方面，试图揭示推动储能向前发展的力量，以及公用事业公司、决策者和其他利益相关方在发展储能市场以及支持持续的部署方面所做的努力。我们的调查结果揭示了广泛的市场驱动因素，虽然仍然存在障碍，但也发现了它们之间的共同信息：产品部署和市场发展的步伐正在加快。电池储能是非常灵活的，它可以进行快速部署，且具有多种应用。同时它能够产生大量价值流——更不用说电池价格比预期中下降得还要快这一点。然而，该部门的活力并不完全归因于这些因素。诸如人工智能、区块链和预测分析等相邻数字技术的进步正在促发综合解决方案和创新商业模式，而几年之前，这些方案和模式几乎是不可想象的。世界各地的创业公司正迅速将智能网络“电表后端”电池商业化，以造福于电力用户、公用事业公司以及电网运营商。我们的分析报告提供了一个全球视野，分析了在集成领域以及其他形式的电池解决方案的开发和部署方面所取得的进展。同时向能源价值链中的公用事业公司、独立发电厂（包括可再生能源公司）以及其他利益相关方提供了洞察全球电池储能趋势的窗口，特别是关注良好的、或不足的一面以及仍然存在的挑战。2超速发展：全球电池储能市场面临的挑战与机遇介绍根据人们所读到的分析，虽然可以确定全球储能市场将迅速发展，但很少有人能就其发展程度达成一致。根据一项预测，到2022年，储能市场的年销售量可达到260亿美元以上，年复合增长率（CAGR）则达46.5%。1而另有一项分析则预测其增长可能会更加温和，但将仍然保持强劲、稳步的态势，该分析预测到2025年，其年复合增长率将增长至16%，年销售量则将达到70亿美元。2而其他分析则持中间态度，只有少数观点稍稍乐观或者悲观一些。之所以出现分歧，很大程度上与人们如何定义储能有关。一些分析仅仅将公用事业规模技术“电表前端”计算在内，而另一些分析则还包括了对商业和工业（C&I）消费者所使用的“电表后端”解决方案的计算。另一些则包括对电动汽车电池以及住宅消费者所使用的较小规模的电池加太阳能组合的分析，这种组合具有电表后端的应用，而且若由集成者或公共事业公司对其进行控制，则还包括电表前端的使用。一些用于储能的应用使得情况变得更加复杂，这些应用可用于整合可再生能源、支撑智能电网、创建更加动态的电力市场、提供辅助服务、增强系统复原力、支持能量自给自足。尽管前景很复杂，但许多预测市场增长的分析报告一致认为，储能正在全球范围内得到发展，并可能从根本上改变市场动态。为了了解这些变化的动态，我们仔细观察了总体的增长预测，以此研究一些在可再生能源开发和电网现代化方面更为活跃的国家现在正如何慢慢向储能靠近。这些国家包括澳大利亚、智利、德国、日本、印度、意大利、韩国、英国以及美国。我们特别关注了目前较为领先的电池储能技术，我们的研究试图揭示推动这些国家储能发展的力量以及公用事业公司和决策者在定义电池储能、发展储能市场和支持持续部署方面所做的工作。在正式介绍调研结果之前，我们首先来探讨推动电池储能发展的主要市场驱动因素。图片特斯拉公司3超速发展：全球电池储能市场面临的挑战与机遇市场驱动因素驱动因素1：成本和性能改进各种储能形式已存在有数十年。所以这让人不禁发问：为何偏偏电池储能独占鳌头？又为何非现在不可？也许最显而易见的答案是其成本的下降以及性能的改善，尤其是在锂离子电池方面。同时也正是由于不断扩大的电动汽车市场，制造业的经济规模得以促进。如图1所示，锂离子电池的成本正在急剧下降。然而，根据我们所分析的九个国家的情况，可以明确的一点是：成本下降仅仅是一部分原因。图1. 2010年至2017年锂离子电池价格下降80% （美元/kWh）来源：彭博社新能源财经，锂离子电池价格调查注：该调查报告展示了电动汽车和固定储能方面的年度工业平均电池（电池加包装）价格。2017年，固定储能开发商在电池包装上的花费约为300美元/kWh—比汽车制造商所花费的平均199美元的价格高出51%。而这通常是由于订单量过小造成的。$1,000$800$642$599$540$350$273$209$0$200$400$600$800$1,000$1,200201020112012201320142015201620174超速发展：全球电池储能市场面临的挑战与机遇 驱动因素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，以及整合分布式能源（即可再生能源、燃料电池、柴油或天然气发电厂、储能资产和微电网）。总之，我们发现电池储能的发展与为实现电网现代化（包括向智能电网的过渡）所做出的努力密不可分。数字化电网支持生产消费者参与3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、调峰运行和/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，反之亦然。最近，特斯拉公司与Neoen合作，于南澳大利亚完成了世界上最大的锂离子电池安装工程（100MW）。4自从2016年的一次停电致使170万居民无电可用之后，南澳大利亚州随即将该电池纳入了电网，以完善电网现代化，此番工作能够帮助解决供应短缺、价格飞涨，并消除了对系统可靠性和恢复力的担忧。5该巨型电池能够在非高峰时段储存来自附近Hornsdale风力发电场所产生的多余能量，并将其排放回电网以矫正供需失衡，并在电力中断时快速提供应急电源。6驱动因素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削减方面所发挥的关键作用是有目共睹的，但各类电力用户依然追逐清洁能源，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。正如德勤最近的一份报告真正的生意：企业采购竞争对手推动可再生能源增长的政策中所指出的那样，大型跨国公司在采购全球可再生能源方面发挥了领导作用。事实上，许多人公开承诺在未来二十年或更早即可通过RE100和可再生能源买家联盟等计划达成100%使用可再生能源的目标。7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。一项将电池系统集成到太阳能发电厂的新技术具有提高其能量输出的潜力。佛罗里达电力和照明公司正在其Citrus太阳能中心试行创新的直流耦合电池系统。8当太阳光线最强时，该电池系统能够捕获超过逆变器容量的能量，电池系统的存在，可能使得每年数百万千瓦时的过剩太阳能（通常会丢失）得以利用，同时提高工厂产量和可预见性。9反过来，可预见性的提高使得公共事业公司能够更有效地调度其他发电厂，帮助用户节省能源成本。105驱动因素4：参与电力批发市场虽然经常在一句话中同时提到可再生能源和电池储能，但电池储能却能够帮助平衡任何发电源的电网，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。虽然这些应用程序仍处于初级阶段，但是随着决策者努力地消除阻碍储能参与和调整市场的障碍时，这些应用程序也还是取得了不同程度的成功。以德国的主要控制储备（PCR）市场为例。这一市场的参与者通过赢得每周一次的竞价创造收入、并通过提供平衡电网所需的接纳能力来获取报酬。11尽管PCR市场在过去几年里一直向储能供应商开放，但是对于电池储能的部署却直到2016年才变得重要起来，因为那时起，系统成本不断下降，所以可以获得可行的投资回报。12与传统发电厂不同的是，电池储能几乎可以在瞬间对系统失衡做出反应，并在不到30秒的时间内完全启动。13然而，与美国不同，德国针对这种快速响应并不提供报酬，所以德国的电池供应商直接与现有公司竞争，比如天然气调峰电厂。一方面，这种无差别竞争有效地降低了容量成本，但另一方面，它也导致市场迅速饱和，利润微薄，电池储能供应商经济状况不稳定。由于在PCR市场未能有足够的增长空间，德国的电池储能解决方案提供商越来越多地将目光放在二级储备市场以及配电递延上，作为其潜在的新价值流。14与德国一样，美国的一些电网运营商也将电池储能引入其系统竞争。15美国电力批发市场对电池等快速反应资源供应商的开放，很大程度上要归功于分别于2011年和2013年发布的第755和第784号联邦能源管理委员会（FERC）命令。16命令规定，对于辅助服务市场上的响应速度以及响应准确性进行奖励。17由于电池供应商受邀参与频率调节市场，电网运营商已经开始遭遇一些前所未有的挑战，这些挑战来自于储能快速爬坡和较慢爬坡资源的混合、调度参数和信号相关事项、其他技术要求三者之间的失衡。然而，展望未来，我们的研究发现表明，将电池整合到电力批发市场的好处将超过这些日益增长的痛苦，这是因为世界各地的决策者正在越来越多地采取行动来奖励速效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。18同样的，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。19同时，2018年2月15日，FERC发布了最终规则，采取进一步措施消除其管辖范围内阻碍电力储存资源参与容量、能源和辅助服务市场的障碍。20智利总统米歇尔·巴切莱特介绍了一项新的长期国家能源战略，该战略的目标是：到2050年，全国至少70%的电力来自可再生能源。21为了鼓励将更多的可再生能源纳入国家电网，智利国家能源委员会起草了新的辅助服务条例，将储能作为其监管系统的一部分，并为电池储能技术提供快频响应服务铺平道路。22监管系统的更新引起了电池制造商的注意，其中一些制造商的关注点不仅仅是把握此次辅助服务的机会，除此之外，还提供基础设施以缓解输电瓶颈，并储存该国丰富的太阳能以及风力发电厂的产能。例如，NEC已在智利部署了几个项目，而西门子则打算通过糅合了天然气和锂离子电池解决方案的创新方式打入市场，该解决方案由AES的合资企业Fluence开发。23超速发展：全球电池储能市场面临的挑战与机遇6驱动因素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。这些激励措施在能源安全问题上显得尤为慷慨，比如2017年，意大利为住宅储存装置提供了50%的税收减免。24或者针对那些在电池制造中享有经济利益的国家，比如韩国，2017年上半年，得到韩国政府支持而投资的储能系统增长了89兆瓦时（MWh）的产能，比上一年同期增长了61.8%。25随着整合更多可再生能源和提高电网可靠性这一既定目标，韩国贸易、工业和能源部预计将在2017年至2020年期间为新的储能系统投资3.916亿美元。26这项投资将通过激励措施实施，如果说运营商沿着其大型电站太阳能发电厂安装了能源存储系统，那么在日后对其可再生能源证书进行评估时会得到额外加分。27值得注意的是，韩国有好几家国内电池生产商，包括三星SDI、LG化学和Kokam。28韩国政府计划从2017年至2022年间向可再生能源投入270亿美元，这一激励措施是韩...