三大要素推进固定储能系统市场快速发展
责任编辑:morumo 作者:Florian Mayr 2015/10/20 15:59:53 浏览:905 商业

翻译人员:陈兆毓

推动固定电池储能系统发展的三个主要因素是:电池成本、规章制度和全球电力市场特定趋势。

 

如果你在街上随便问一个人电池是用来做什么的,他们可能首先想到是为电脑、收集和电动车提供电源的。事实上,目前电池在移动设备中的使用率最高(2014年占85%的市值)。不过最近,固定电池储能系统(BESS)不论在公共事业规模还是分布式电站中的应用开始显著增加。根据最新预估,BESS目前的年市值约为10亿美元,到2024年有望达到200——250亿美元,因此,有必要仔细分析一下推动BESS市场发展的因素。

 

推动固定电池储能系统增长的三大要素


简单说来,推动BESS发展的三大动力为1)电池成本 2)有利的规章制度3)全球电力市场的特殊趋势。


1、电池成本


BESS广泛用于电站的首要前提是,该电池从使用到报废的整体成本较低。这是通过减少资本性支出、提高电池性能和改善融资环境实现的。

资本性支出:

BESS技术近年来成本下滑幅度最大,2012年一个自动化电池组的成本约为每千瓦时500–600美元,而三年后的今天就降至每千瓦时300–500美元。这主要得益于BESS技术在3C产品(计算机、通信和消费类电子产品)和电动车市场中占据了主导地位,销量的增加产生了经济效应。Tesla计划在内华达州建立35 GWh的大型电池工厂来降低锂离子电池成本。新参与者Alevo也公布了类似计划,将一个废弃的烟草工厂改造成产能为16 GWh的电池工厂。

减少资本支出还有一个方法,为固定储能电池新兴企业所广泛使用。这些企业意识到他们很难赶上如锂离子电池这样已经成型的技术,也无法像Aquion和Ambri等公司那样一开始就有足够财力开发自己的电池。

因此他们选择使用廉价而充足的原材料,如电极、薄膜和电解液,并将产品生产外包给像富士康这样收费较低的全球生产承包商。通过这种方法,Eos兆瓦规模系统的成本仅为每千瓦时160美元。

电池性能:

BESS电池可以从生产和操作两个层面来提高性能参数,从而降低整个生命周期的成本。在生产阶段,可以在电池中添加活性助剂,或改进生产过程,提高电池的一致性。

显然,电池应该在其设定操作限制内高效运作,以放电深度为例,通过限制设备的放电深度,或使用高于所需产能的发电系统,可以极大地提高电池的生命周期。

通过在实验室进行严格测试以掌握最优操作限制,并安装合理的电池管理系统也有助于提高电池寿命。循环效率损失的主要是因为单个电池内部化学反应时固有的磁滞现象。但是,如果设置合理的充放电率和放电深度,就可以维持较高效率。此外,应把电池系统组件,如冷却组件、加热组件和电池管理系统的能耗降至最低,以免影响电池效率。随着时间推移,可以安装机械设备来避免电池生长枝状晶体。

融资条件:

固定电池储能项目的融资性通常受两个因素影响:一是有限的项目记录;二是在电池储能领域缺乏有经验的融资机构。BESS项目供应商及开发商应致力于改善融资环境,比如,标准化保修服务、以前期收益为筹码构建协议、对电池实施全面测试等。总之,随着资本支出不断下降,更多电池的性能不断提高,会提振投资者信心,从而使融资成本下滑。


2、规章制度


同所有刚进入既定市场的新兴技术一样,BESS技术的兴起在某种程度上依赖有利的规章制度。至少,参与BESS市场不会面临阻碍。当然,如果政府能洞察固定电池储能系统的价值并出台相应的刺激措施就更好了。

但BESS技术的发展阻力确实已经消除,比如美国联邦能源监管委员会(FERC)第775号文件规定ISOs和RTOs为发电效率高、发电量大的供电设备提供绩效奖金。自从2012年独立市场运营机构PJM相应调整了电力批发市场以来,储能行业就不断发展,以致2014年美国62MW储能项目中,2/3隶属于PJM旗下。 

在德国,如果房主要购买光伏储能系统,他可以从德国复兴信贷银行(一家政府经营的开发银行)获得低息贷款,且购价可以打七折。在如此的政策优惠下,目前已有12000户安装了该系统,另外还有13000户也安装了这个系统,但没有享受上述政策。 

2013年加州公共事业委员会规定,国家公共事业到2020年前必须购满1.325 GW电池产能。这项购满项目旨在强调电池可以实现电网现代化,并促进太阳能和风能融合。 

上述事件都具有重大意义,在储能领域受到高度关注。但有一些很难被察觉的细微制度变化也能对固定电池储能技术的区域适用性产生很大影响。例如: 

德国降低了一级土地储备市场的最低资格规定,从而使越来越多的住宅光伏项目得以作为虚拟电厂参与光伏市场,进一步巩固了分布式BESS项目的商业地位。

还是在德国,近期公布的关于新能源市场规划的白皮书暗示,将花费大力气来调整业务失衡的企业,使得电池储能项目很可能受到这些经理人的青睐。

欧盟2009年实施的第三次能源改革方案的核心精神就是促使电力公司实行分类计价,将生产销售环节和电力传输环节分离开来。立法的完善将为BESS技术的广泛应用夯实基础。

 

3、全球电力市场特殊趋势


全球电力市场的一些特殊趋势使固定电池储能服务的需求越来越旺,这些趋势是:

鉴于可再生能源不稳定的特点,且急需增加自然灾害来临期间的供电弹性,市场越发要求电力系统具备灵活性。这时,电力储备系统可以辅助控制发电频率和电压,帮助缓解电网拥堵,并增加可再生能源发电的稳定性。

由于现有供电设备老化及产能不足,加上乡村地区电气化水平不断提高,有关发电、输电及电力分配的基础设施建设正在加强。此时,固定电池储能系统可以提高离网系统的柴油发电机组效率,来延缓或避免基础设施投资。 

由于收费标准按一天用电时间确定并征收需求费,工业和商业终端用户正饱受高额的电费之苦,而上网电价下滑则有损潜在的屋顶光伏项目所有者参与的积极性。此外,电力供应质量较差且常常出现状况。固定电池储能系统能促进“移峰”、“调峰”过程,增加自消费的同时提供不间断电源。 

电池到底能否成为更好替代品必须视具体情况而定,且很大程度上取决于地理条件。例如,在澳大利亚和德克萨斯州,由于跨度较大,输配电延伸项目会有很好的商业前景;但在德国,中等电压的电缆通常长度不超过10公里,因而大多数情况下选择传统电网布局更加实惠。

通常,只提供一项服务的BESS技术还不够经济。因而,BESS技术要和“利益创造”相结合,通过多效机制来降低成本和能耗。

 

储能市场参与者的启示


上述刺激因素将带来新的商机,从而促进市场发展。不过,倘若消极发展,也会产生有损经济活力的商业模式。例如,某种原材料意外短缺,或某种技术的商品化进程进展不利都可能造成无法降低预设成本的结果;市场规则的变迁可能削弱BESS技术的竞争力;周边产业的发展也可能使BESS技术面临更激烈的竞争, 比如在利用可再生能源进行频率控制方面,爱尔兰等一些市场推出了专门针对风电场的并网导则。 

因此,相关企业应密切关注、参与,甚至积极影响电池的成本走势和市场规则框架。


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