DQZHAN技術(shù)訊：電池儲能：電力行業(yè)的下一個突破性技術(shù)
低成本儲能將會改變整個電力行業(yè)的格局。這一事實會對未來社會以及資本市場產(chǎn)生意義深遠的影響。
由于電子消費品市場和電動汽車（EV）的需求不斷增長，儲能電池的價格價格下跌得比任何預(yù)期的都要快。亞洲、歐洲和美國的主要廠商都在為了電動汽車和其他電力應(yīng)用設(shè)施擴大鋰電池的產(chǎn)能。電池組的價格在2010年高達每千瓦時近1000美元。然而2016年電池組成本已經(jīng)毫無意外地降低到每千瓦小時230美元。
麥肯錫研究發(fā)現(xiàn)，對于許多商業(yè)客戶來說，通過儲能設(shè)備來降低他們高峰時期的電力需求量已經(jīng)是經(jīng)濟可行的了。在現(xiàn)今電價較低的情況下，儲能開始在能源市場上發(fā)揮更廣泛的作用，并從電網(wǎng)平衡等利基市場轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼜V泛的應(yīng)用，如替代傳統(tǒng)發(fā)電機提高供電可靠性和穩(wěn)定性，支持可再生能源并網(wǎng)整合等。
此外，鑒于許多市場對太陽能的補貼激勵措施的調(diào)整變化，將太陽能發(fā)電與儲能相結(jié)合，能使家庭用戶根據(jù)自身需求儲存并使用所生產(chǎn)的電力，這將對用戶非常具有吸引力（也稱為部分離網(wǎng)）。我們相信，儲能市場將會繼續(xù)增長，而這對于現(xiàn)在面臨客戶需求增長乏力甚至下降現(xiàn)象的電力銷售公司而言帶來了巨大的挑戰(zhàn)。*終，結(jié)合太陽能發(fā)電與儲能加上一個小型發(fā)電機（也稱為完全離網(wǎng)），在未來幾年內(nèi)，就可以為高成本市場中的一些客戶帶來經(jīng)濟效益。
本文中我們將分析，隨著行業(yè)趨勢的發(fā)展，我們，儲能將如何改變電網(wǎng)和電力市場的運作，用戶消費和生產(chǎn)電力的方式，以及電力公司和第三方的角色。我們的分析主要是針對歐洲和美國的發(fā)展情況;儲能的變化也有可能在其他市場上通過不同的方式表現(xiàn)出來。
對電力公司的影響
儲能設(shè)備可以在電網(wǎng)中和個人家庭中或商業(yè)設(shè)施中部署。它是一種復(fù)雜的技術(shù)，其經(jīng)濟適用性由客戶類型、位置、電網(wǎng)需求、法規(guī)、用戶負荷曲線、速率結(jié)構(gòu)和應(yīng)用性質(zhì)等多項因素所決定。儲能電池有獨特的靈活性，可以對不同價值鏈進行堆疊，或者改變其沖放模式以滿足不同用戶需求。儲能業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈在價值和市場規(guī)模上都在不斷增長（見下圖）。
不同應(yīng)用場景下電池儲能的經(jīng)濟價值及發(fā)展趨勢
廉價的電池儲能設(shè)備將對“表后發(fā)電”構(gòu)成挑戰(zhàn)（表后發(fā)電，即安裝在建筑內(nèi)部的小規(guī)模發(fā)電設(shè)備，例如在民宅和公司建筑內(nèi)）。但是，它也為“表前發(fā)電”提供了一個機會（表前發(fā)電，即具有各種并網(wǎng)應(yīng)用功能的大規(guī)模發(fā)電公司）。
表后發(fā)電（用戶端發(fā)電）
現(xiàn)已證明，廉價太陽能對某些市場的發(fā)電產(chǎn)業(yè)是一個挑戰(zhàn)。但是廉價的儲能設(shè)備會對市場更具破壞性，因為通過使用不同的儲能和光伏發(fā)電組合，將可能實現(xiàn)從任何電力公司設(shè)計的浮動電價模式中套利。
具體來說，凈計量電價（NEM）有規(guī)則表明，過剩電力可以以零售價售回電網(wǎng);上網(wǎng)電價補貼政策則是保證了可再生能源發(fā)電的電價補貼，該政策在擴大全球可再生能源市場方面發(fā)揮了重要作用。在實行該政策的美國，NEM已被證實是推動消費者安裝太陽能光伏發(fā)電的強大激勵政策。
雖然NEM政策對太陽能的發(fā)展有幫助，但是它對發(fā)電企業(yè)造成了一定壓力。消費者能夠自己生產(chǎn)電力，從而減少了對供電的需求;這導(dǎo)致了其他的消費者支付的電價提高，因為越來越少的人為電網(wǎng)的建設(shè)投資費用買單，而電網(wǎng)仍然是太陽能用戶的可靠備用電力來源。太陽能用戶支付了自用的電費，但并不完全支付作為可靠電源的電網(wǎng)的進網(wǎng)費用。電力公司的回應(yīng)則是設(shè)計并使用按時長收費的電價表以減少用戶安裝太陽能發(fā)電設(shè)備的熱情，設(shè)置需量電費（基本電費）或降低收購用戶過剩電力時的收購價格。
然而，在低成本儲能的環(huán)境中，以上收費結(jié)構(gòu)對緩解電網(wǎng)載荷損失的作用將微乎其微。這是因為添加儲能設(shè)備，可以讓用戶將太陽能發(fā)的電從出售轉(zhuǎn)移到滿足更大比例的自身電力需求;因此，他們獲得的收益和用全額零售價將電力售回電網(wǎng)相差無幾。這導(dǎo)致了廣泛的電網(wǎng)載荷損失風險，客戶選擇保持與電網(wǎng)的連接，以獲得24/7（全天候）的可靠備用電源，但他們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^太陽能發(fā)電生產(chǎn)80％至90％的自用能源，并使用儲能技術(shù)優(yōu)化利用。
這種電力存儲利用方式已經(jīng)在發(fā)電成本高，且太陽能普及的地方開始顯現(xiàn)，如澳大利亞和夏威夷。在不久的將來，它也可能出現(xiàn)在其他支持太陽能的市場，如亞利桑那州，加利福尼亞州，內(nèi)華達州和紐約（圖表2）。不少發(fā)電行業(yè)高管和行業(yè)專家認為，使用太陽能造成載荷損失的風險被夸大了；但如果太陽能與儲能技術(shù)相結(jié)合，捍衛(wèi)這種觀點將變得更加困難。
完全離網(wǎng)——即完全與集中式電力系統(tǒng)斷開連接——在現(xiàn)在看來并不經(jīng)濟實用。然而，按照目前的電力存儲設(shè)備成本下降速度，它在某些市場上實現(xiàn)得可能比現(xiàn)在預(yù)期的更早一些。當然，經(jīng)濟性本身并不會決定客戶何時選擇與電力公司提供的電網(wǎng)斷開連接。例如，另一個重要因素是對建筑內(nèi)發(fā)電供電可靠性的信心。但這種動態(tài)會更早地影響業(yè)務(wù)模式和監(jiān)管決策。
表前發(fā)電（電廠發(fā)電）
儲能技術(shù)也有益于電力公司，幫助他們解決在負載起伏較大的用電市場的規(guī)劃與運營問題。例如，美國一些州的監(jiān)管機構(gòu)正在通過給電力公司回饋獎勵的方式，讓電力公司提供分布式發(fā)電的合同。除其他事項外，這將延緩電力公司對于高額新項目的投資，并降低長投資周期項目被擱置的風險。
電力公司還可以采購可靠的儲能資產(chǎn)，以滿足長期監(jiān)管要求和短期需求，如可靠性要求和延長新變電站的建設(shè)周期。隨著存儲成本的下降，這些項目可以降低發(fā)電成本，從而降低消費電價——對現(xiàn)有的常規(guī)燃氣和煤炭發(fā)電施加壓力，抑制傳統(tǒng)能源市場價格和提供負載跟蹤服務(wù)。
電力公司的任務(wù)
電力公司必須從現(xiàn)在開始了解低成本儲能將如何改變未來。實際上，電力公司需要自己實現(xiàn)突破，否則將會處于被動的一面。要考慮的行動有兩大類。
重新設(shè)計補償結(jié)構(gòu)并探索新的機遇
監(jiān)管者和電力公司遲早需要找到新的方法來讓他們在電網(wǎng)中的投資回本，越快越好。
電網(wǎng)是一種長期資產(chǎn)，建造和維護成本高昂。電網(wǎng)接入需要固定費用并不受消費者中受到歡迎，因此監(jiān)管機構(gòu)也不是特別熱衷。然而，所征收的固定費用卻可以確保每個使用電網(wǎng)的人都在為入網(wǎng)買單。現(xiàn)在所使用的體積或變動率結(jié)構(gòu)是一個歷史**結(jié)構(gòu)，人們習慣于為他們使用的電量買單。但是隨著越來越多的用戶能夠使用自己生產(chǎn)的能源，電網(wǎng)的可靠性和市場價值將比電力本身更有價值。
由于任何電價的變化都將是緩慢增長的（特別是轉(zhuǎn)向固定費用的變化），電力公司需要通過擴展服務(wù)和收取新交易費等措施，獲取新的商機，以應(yīng)對這些新的市場現(xiàn)狀。在這些方向上已經(jīng)出現(xiàn)一些有趣的勢頭。在澳大利亞，電力公司正在成為太陽能和存儲安裝商，并提供咨詢服務(wù)；在美國，一個試點項目正在施行，該項目向消費者銷售先進的分析和數(shù)據(jù)管理服務(wù)，以幫助他們管理能源利用。幾個州的電力公司也正在探索新的服務(wù)，并投資以實現(xiàn)電網(wǎng)的現(xiàn)代化和電氣化。
重新思考電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃
電力公司必須徹底改變對電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃方法。這意味著要投資軟件和**分析工具的開發(fā)，以實現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化。這也意味著要重新思考行業(yè)守則和標準（其中一些已經(jīng)存在幾十年了），轉(zhuǎn)型至獨立電路的節(jié)點規(guī)劃，并采用資產(chǎn)健康評估來確保優(yōu)先解決*重要的系統(tǒng)需求。這些方案將改變傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃。
儲能可以成為支持電網(wǎng)系統(tǒng)改革的獨特手段。改變電網(wǎng)規(guī)劃在經(jīng)濟學角度的直觀資本回報在初期看起來并不大，但由于儲能設(shè)備將進一步模塊化發(fā)展，并且運輸更加便捷，對風險的可控度相對就很高。這將讓電力公司能夠適應(yīng)各種電路層面的不確定需求，并降低過度建設(shè)和擱置投資的風險。
第三方
對于第三方，即分布式能源（DER）公司，技術(shù)制造商和金融機構(gòu)來說，儲能業(yè)務(wù)的增長潛力巨大。但是他們一定要靈活地利用這些機會。分布式能源公司可以根據(jù)具體用途，設(shè)計新的發(fā)電和儲能設(shè)備組合。盡管儲能*終可以使用戶以更低的價格獲得更高的收益，新的電價結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜，且政策不太可能長期鎖定電價。更短的固定電價周期和更復(fù)雜的電費結(jié)構(gòu)將使得DER提供商難以獲得新的客戶。作為新客戶，他們不喜歡復(fù)雜性，而且希望能夠確認他們的投資將得到回報。新產(chǎn)品和融資的創(chuàng)造力是面對這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵，并且可以吸引仍在觀望的客戶。
技術(shù)參與者也需要了解如何、在哪一環(huán)操控儲能價值鏈，并隨著技術(shù)和用例的快速發(fā)展，提供適應(yīng)并滿足客戶需求的產(chǎn)品。
融資機構(gòu)，如銀行和機構(gòu)投資者，將需要提供適應(yīng)和匹配客戶投資視野的融資選擇。隨著市場更加信任基礎(chǔ)經(jīng)濟和儲能業(yè)績的增長，融資機構(gòu)也將開發(fā)符合技術(shù)特定需求的金融產(chǎn)品。到那時，融資成本將會降低，從而進一步挖掘市場潛力，形成一個良性循環(huán)，類似過去十年來太陽能行業(yè)的發(fā)展路途。
電池儲能正在進入一個動態(tài)的、不確定的發(fā)展時期。期間將產(chǎn)生巨大的虧贏差距，未來價值來源的不斷發(fā)展，取決于四個因素：儲能成本下降的速度；電力公司如何通過改進服務(wù)，結(jié)合新的分布式能源替代方案和降低電網(wǎng)系統(tǒng)成本來適應(yīng)市場；第三方機構(gòu)是否靈活；監(jiān)管機構(gòu)是否可以在鼓勵健康的儲能（和太陽能）市場和確保發(fā)電行業(yè)的可持續(xù)經(jīng)濟之間取得適當?shù)钠胶?。以上所有都仍在不確定中探索，而且毫無疑問，在探索的途中必有得失。但同樣毫無疑問的是，儲能業(yè)務(wù)的時代已經(jīng)來到。
