全視角解讀分布式儲(chǔ)能全球發(fā)展現(xiàn)狀

:經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)兩輪電價(jià)下降，分布式儲(chǔ)能已然面臨著前所未有的困境?？v觀國(guó)內(nèi)外，占據(jù)著半壁江山的分布式儲(chǔ)能到底是如何發(fā)展，如何獲得收益？未來(lái)又該何去何從？本文將梳理與分析國(guó)內(nèi)外分布式儲(chǔ)能的市場(chǎng)主體和盈利模式，并針對(duì)未來(lái)分布式儲(chǔ)能的發(fā)展趨勢(shì)與方向進(jìn)行展望，以期給國(guó)內(nèi)分布式儲(chǔ)能未來(lái)的發(fā)展提供借鑒。本文摘自《儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)雜志》的第8卷第5期《分布式儲(chǔ)能的商業(yè)模式對(duì)比分析》。

一 全球分布式儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀

分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景多樣，主要包含用戶側(cè)、分布式電源側(cè)和配網(wǎng)側(cè)，且多以獨(dú)立的儲(chǔ)能系統(tǒng)、儲(chǔ)能與分布式電源相結(jié)合（如光儲(chǔ)系統(tǒng)）或微網(wǎng)等方式呈現(xiàn)。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）根據(jù)目前全球分布式儲(chǔ)能的實(shí)際應(yīng)用，將各個(gè)場(chǎng)景按照應(yīng)用場(chǎng)地、不同用戶類(lèi)型和應(yīng)用目的等進(jìn)行分類(lèi)，如圖1所示。

圖1 全球分布式儲(chǔ)能各應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模分布（截止到2018年底）

Fig.1 Global distributed ES capacity distribution (By the end of 2018)

根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2018年底，全球分布式電化學(xué)儲(chǔ)能投運(yùn)規(guī)模為5.4 GW·h，占全球電化學(xué)儲(chǔ)能投運(yùn)總規(guī)模的50.6%，其中以建設(shè)在工商業(yè)側(cè)、進(jìn)行電費(fèi)賬單管理的儲(chǔ)能系統(tǒng)較多，約占分布式電化學(xué)儲(chǔ)能總規(guī)模的65%[1]。

不同國(guó)家，由于市場(chǎng)環(huán)境、政策機(jī)制、可再生能源以及分布式能源的滲透程度，發(fā)展目標(biāo)等不同，對(duì)于儲(chǔ)能的定位、儲(chǔ)能發(fā)展路徑、支持力度和方式也不同，也就造成分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用重點(diǎn)、收益來(lái)源、模式以及經(jīng)濟(jì)性等存在差異。部分國(guó)家分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目主要應(yīng)用分布詳見(jiàn)圖2，各地分布式儲(chǔ)能的主要應(yīng)用領(lǐng)域及收益流見(jiàn)表1。

圖2 主要國(guó)家分布式儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模（截止到2018年底）

Fig.2 Distributed ES capacity of typical ries (By the end of 2018)

表1 主要國(guó)家分布式儲(chǔ)能的收益流

Table 1 Distributed ES value chain of different ries

①該數(shù)據(jù)為CNESA赴美項(xiàng)目考察調(diào)研而來(lái)

②該數(shù)據(jù)來(lái)自德國(guó)Sonnen公司

1 中國(guó)

中國(guó)的分布式儲(chǔ)能以海島和微網(wǎng)項(xiàng)目為開(kāi)端，依托峰谷電價(jià)差較大的工商業(yè)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。其中，以工業(yè)峰谷電價(jià)差普遍在0.7元左右的江蘇、廣東等經(jīng)濟(jì)條件好、優(yōu)質(zhì)客戶較多的區(qū)域?yàn)橹?，?xiàng)目普遍采用能源管理合同的方式，投資回收期通常在7年以上[2]。

主要參與主體包括南都電源、中天科技、科陸電子等儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)商，為用戶提供從產(chǎn)品供應(yīng)到運(yùn)維的一攬子服務(wù)。從市場(chǎng)主體多元化的角度來(lái)看，在各個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有更細(xì)化和專(zhuān)業(yè)的市場(chǎng)分工，同時(shí)社會(huì)資本也很難參與。

從收益流來(lái)看，在分布式儲(chǔ)能領(lǐng)域占絕對(duì)主導(dǎo)地位的工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，主要通過(guò)峰谷價(jià)差套利獲得收益，且電價(jià)調(diào)整帶來(lái)的不確定性風(fēng)險(xiǎn)高，潛在收益如容量電費(fèi)削減和需求響應(yīng)收入等，還存在應(yīng)用價(jià)值難以核算、基準(zhǔn)線設(shè)置不合理等各種問(wèn)題。

2 韓國(guó)

在韓國(guó)，工業(yè)部門(mén)的電力消費(fèi)占電力總消費(fèi)的一半以上，因此儲(chǔ)能在此領(lǐng)域具有降低電費(fèi)賬單的巨大潛力。從模式來(lái)看，第三方所有儲(chǔ)能資產(chǎn)的租賃模式和用戶所有儲(chǔ)能資產(chǎn)的模式均較為普遍。從收益流來(lái)看，在韓國(guó)的激勵(lì)政策下，安裝光伏加儲(chǔ)能混合系統(tǒng)的用戶，一方面獲得更高的REC權(quán)重（可再生能源證書(shū)）、另一方面可以自發(fā)自用降低電網(wǎng)購(gòu)電量進(jìn)而降低電費(fèi)支出。僅安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)的用戶，在“儲(chǔ)能電費(fèi)折扣計(jì)劃”的支持下，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)削峰可以獲得多倍的補(bǔ)償。在政策的支持下，部分大型用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資回收期能夠縮短至3～4年。

3 美國(guó)

在美國(guó)，加州是分布式儲(chǔ)能應(yīng)用的代表。加州工商業(yè)用戶的需量電價(jià)高、屋頂光伏滲透率超過(guò)20%，以及當(dāng)?shù)卣疄閮?chǔ)能項(xiàng)目提供的初裝補(bǔ)貼等成為推動(dòng)用戶側(cè)電池儲(chǔ)能安裝和模式成型的關(guān)鍵因素[3-4]。通過(guò)借鑒原有分布式光伏的推廣模式，分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目呈現(xiàn)出“租賃”“收益共享”等多元化模式發(fā)展路徑。另外，近年來(lái)，分布式儲(chǔ)能聚合模式試驗(yàn)項(xiàng)目也開(kāi)始在美國(guó)得到試驗(yàn)。

美國(guó)分布式儲(chǔ)能市場(chǎng)中參與主體較多，提供的服務(wù)也較為多元化，除了常規(guī)的儲(chǔ)能產(chǎn)品供應(yīng)、安裝及運(yùn)維等服務(wù)，還提供包括貸款、融資、儲(chǔ)能資產(chǎn)管理、軟件管理與控制等增值服務(wù)。

圖3 美國(guó)40個(gè)用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)參與主體提供的服務(wù)及提供此項(xiàng)服務(wù)的企業(yè)數(shù)量占比

Fig.3 Landscape and services of U.S Behind-the-Meter energy storage market players

從收益流來(lái)看，需量電費(fèi)削減、初裝補(bǔ)貼是儲(chǔ)能設(shè)備所有者最大的兩個(gè)收益來(lái)源。根據(jù)估算，在用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的頭五年收益中，加州儲(chǔ)能初裝補(bǔ)貼-SGIP補(bǔ)貼提供的收益占到總收益的40%～50%，沒(méi)有此項(xiàng)補(bǔ)貼，加州用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的商業(yè)模式無(wú)法成型[5-6]。

4 日本

光伏上網(wǎng)電價(jià)的持續(xù)降低、用戶側(cè)售電價(jià)格的提升以及應(yīng)對(duì)災(zāi)害的需求等因素激發(fā)了用戶購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能，一方面用于降低用電成本，另一方面用作災(zāi)備。在商業(yè)模式方面，日本在4個(gè)智能社區(qū)試驗(yàn)項(xiàng)目中已經(jīng)測(cè)試了多個(gè)儲(chǔ)能商業(yè)模式。社區(qū)儲(chǔ)能交易的商業(yè)模式，光儲(chǔ)模式和電池梯次利用模式較受歡迎。

從市場(chǎng)格局來(lái)看，日本市場(chǎng)較難進(jìn)入，以本地儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)商為主。但近些年來(lái)，Sunverge、Stem等公司通過(guò)與日本三井物產(chǎn)合作部署虛擬電廠項(xiàng)目，進(jìn)入日本用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)。

從收益流來(lái)看，提高光伏自發(fā)自用降低電費(fèi)支出成為用戶購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大收益來(lái)源。其他收益來(lái)源還包括日本政府出臺(tái)的光儲(chǔ)系統(tǒng)初裝補(bǔ)貼和虛擬電廠項(xiàng)目資金補(bǔ)貼。

5 德國(guó)

德國(guó)在實(shí)施創(chuàng)新電池儲(chǔ)能商業(yè)模式方面處于領(lǐng)跑者的地位?；趨^(qū)塊鏈、電力系統(tǒng)2.0（其中一個(gè)重要要素是聚合）等理念，德國(guó)成為第一個(gè)創(chuàng)建社區(qū)儲(chǔ)能商業(yè)模式以及將儲(chǔ)能納入電費(fèi)套餐模式的國(guó)家。

從分布式儲(chǔ)能的市場(chǎng)參與主體構(gòu)成來(lái)看，德國(guó)本地小型家用儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)商較多，家用儲(chǔ)能的市場(chǎng)份額主要集中在Sonnen、LG Chem、E3/DC、SENEC、Solarwatt、Varta等廠商手中。根據(jù)EUPD的數(shù)據(jù)，2017年上述公司的市場(chǎng)份額占家用儲(chǔ)能市場(chǎng)總額的80%。海外廠商中，除了LG Chem，中國(guó)企業(yè)BYD、Alpha ESS、美國(guó)Tesla也占據(jù)一定的家用儲(chǔ)能市場(chǎng)份額。

圖4 2017年德國(guó)家用儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)份額[7]

Fig.4 Residential Market Players Market Shares in Germany[7]

Sonnen、LG Chem、E3/DC、SENEC、Solarwatt、Varta、BYD的數(shù)據(jù)來(lái)自企業(yè)；Mercedes Benz Energy、Tesla、Others為EuPD的預(yù)測(cè)值；NN為匿名公司

在德國(guó)，租賃模式面臨多重制度障礙，用戶采購(gòu)儲(chǔ)能設(shè)備并擁有設(shè)備所有權(quán)的模式占主導(dǎo)[8]。如何將用戶所有的儲(chǔ)能設(shè)備整合起來(lái)創(chuàng)造增值服務(wù)成為德國(guó)儲(chǔ)能設(shè)備供應(yīng)商挖掘創(chuàng)新模式的重點(diǎn)。因此，從收益流來(lái)看，除了德國(guó)聯(lián)邦政府和州級(jí)的設(shè)備初裝補(bǔ)貼以及提高光伏自發(fā)自用帶來(lái)的電費(fèi)節(jié)約收益，用戶還有望通過(guò)參與電力市場(chǎng)獲得的輔助服務(wù)收益、通過(guò)“隔墻售電”獲得額外收益等多渠道價(jià)值。

6 澳大利亞

澳大利亞的商業(yè)模式與德國(guó)類(lèi)似。戶用儲(chǔ)能，主要是小型光儲(chǔ)混合系統(tǒng)在分布式儲(chǔ)能市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。由于各州的電價(jià)水平、FIT機(jī)制、光照條件的不同等，使得家用光儲(chǔ)系統(tǒng)的投資回收期在7～12年不等。

目前，澳大利亞的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝商為用戶提供的電池產(chǎn)品主要是鋰離子電池產(chǎn)品，包括Alpha-ESS、LG Chem、Tesla Powerwall 2、Enphase AC Battery、Sonnen Batteries、Pylontech等電池品牌。逆變器產(chǎn)品包括Redback、Sungrow、SolaX & Goodwe等品牌?？梢钥闯觯拇罄麃営脩魝?cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)中主要被海外品牌占據(jù)。

在澳大利亞，分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目（主要是家用光儲(chǔ)系統(tǒng)）的收益來(lái)源較為簡(jiǎn)單，主要是自發(fā)自用光伏電力，節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支，在阿德萊德、堪培拉等個(gè)別州/地區(qū)，可獲得一定的初裝補(bǔ)貼，在墨爾本、阿德萊德等地，還有望參與澳大利亞公用事業(yè)公司AGL等公司主導(dǎo)的“虛擬電廠”計(jì)劃，獲得額外收益。

二 分布式儲(chǔ)能商業(yè)模式的發(fā)展趨勢(shì)

1 “儲(chǔ)能服務(wù)”

“儲(chǔ)能服務(wù)”，即“將儲(chǔ)能作為一種服務(wù)而非產(chǎn)品提供給用戶”，這一理念已經(jīng)愈來(lái)愈獲得業(yè)界的認(rèn)同。盡管與直接銷(xiāo)售產(chǎn)品相比，這種方式對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)更為復(fù)雜，但用戶較高的接受度，使得在這一理念下呈現(xiàn)出的解決方案擁有較高的市場(chǎng)認(rèn)可度。

而用戶較高的認(rèn)可度，就體現(xiàn)在：①資產(chǎn)的長(zhǎng)期所有會(huì)導(dǎo)致資產(chǎn)擱淺和資金占用。用戶對(duì)于電池壽命，以及其投資能否在壽命期內(nèi)轉(zhuǎn)化為收益通常無(wú)法有效判斷，更希望看到價(jià)值產(chǎn)生之后再付出成本。因此用戶更愿意采購(gòu)服務(wù)，而非擁有資產(chǎn)。②當(dāng)市場(chǎng)條件發(fā)生變化的時(shí)候，服務(wù)解決方案比單純的產(chǎn)品供應(yīng)能夠提供更大的靈活度。例如，補(bǔ)貼機(jī)制、電價(jià)或者市場(chǎng)規(guī)則發(fā)生變化時(shí)，用戶能夠比較容易適應(yīng)新的變化，企業(yè)也擁有較大的運(yùn)作與調(diào)整空間。③用戶通過(guò)與一個(gè)服務(wù)供應(yīng)商簽訂合同，就能獲得系統(tǒng)設(shè)計(jì)，管理與運(yùn)維等“一站式”服務(wù)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)操作簡(jiǎn)單，容易接受。④新技術(shù)持續(xù)不斷地在市場(chǎng)中更新迭代，成本也在持續(xù)下降，用戶會(huì)陷入到“等待產(chǎn)品更便宜”的惡性循環(huán)中[9]。而提供靈活的“儲(chǔ)能服務(wù)”則能有效規(guī)避這些問(wèn)題。

2 “共享”

目前分布式儲(chǔ)能的另外一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是“共享”。電池的本身特性決定了其能夠滿足不同的需求。將共享理論賦予電池運(yùn)行是為了增加盈利性，為不同的用戶創(chuàng)造更高的價(jià)值，分?jǐn)偝杀镜耐度隱10]。本質(zhì)上就是在考慮循環(huán)次數(shù)和日歷壽命的同時(shí)，適度增加運(yùn)行小時(shí)數(shù)。

電池共享可通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：①一個(gè)投資者或用戶能夠?qū)⑵潆姵叵到y(tǒng)提供給其他用戶以增加其收入。②不同用戶之間的聯(lián)合所有，或一個(gè)擁有大量第三方用戶的獨(dú)立的電池投資商所有。即，電池既可以拆分容量給不同的用戶（橫向分享），也可以一天不同的時(shí)間做不同的應(yīng)用，也可以兩種方法混合。盡管還需要解決多個(gè)用戶使用權(quán)的協(xié)調(diào)、單個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的收益是否會(huì)下降以及相關(guān)的政策以及監(jiān)管方面的問(wèn)題與障礙，但分布式儲(chǔ)能朝著“共享、互惠”方向挖掘多重價(jià)值的趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯。

3 “聚合”

由于分布式儲(chǔ)能具有規(guī)模小、分布散的特點(diǎn)，多點(diǎn)聚合成為分布式儲(chǔ)能發(fā)展的趨勢(shì)之一。而在這個(gè)過(guò)程中，如何將儲(chǔ)能以及其他資源整合起來(lái)提供更多服務(wù)，并對(duì)這些資源進(jìn)行管理和管控成為關(guān)鍵。為此，一個(gè)新的市場(chǎng)角色——資源聚合商日益在儲(chǔ)能市場(chǎng)中活躍起來(lái)。通常，資源聚合商需要具備三項(xiàng)能力：①將大量分布式發(fā)電商和電力用戶集合起來(lái)；②與靈活資源服務(wù)采購(gòu)者簽訂合同并執(zhí)行；③提供聚合資源的軟件平臺(tái)，以控制硬件響應(yīng)靈活資源服務(wù)指令的調(diào)用[11]。

資源聚合商的優(yōu)勢(shì)是能夠?yàn)殡娋W(wǎng)、用戶以及儲(chǔ)能資產(chǎn)所有者提供額外的收益與服務(wù)，其提供的服務(wù)正日益受到電網(wǎng)公司等采購(gòu)方的認(rèn)可。英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的網(wǎng)站列出了其認(rèn)可的19家提供商業(yè)化資源聚合服務(wù)的公司，它們有的是獨(dú)立的負(fù)荷集成商，如Flexitricity、Kiwi Power等，有的是能夠提供聚合服務(wù)的大型能源供應(yīng)公司，如Eon、EDF、Npower。同時(shí)美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、德國(guó)等紛紛研究并調(diào)整政策，為資源聚合商調(diào)整市場(chǎng)規(guī)則，準(zhǔn)許其參與更多的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)[12]?？梢钥闯?，分布式儲(chǔ)能從“點(diǎn)”向“面”的價(jià)值轉(zhuǎn)化正日益被各方肯定及接受，未來(lái)在能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能社區(qū)等理念的推動(dòng)下，分布式儲(chǔ)能的商業(yè)模式有望進(jìn)一步深入與創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1] 董梓童.電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能迎來(lái)風(fēng)口[N].中國(guó)能源報(bào)，2019-5-27（8）.

[2] 中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專(zhuān)委會(huì).儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)[M].中國(guó)石化出版社，2017(150).

[3] SAKTI A, BOTTERUD A, O’SULLIVAN F. Review of wholesalemarkets and regulations for advanced energy storage services in the UnitedStates: Current status and path forward [J]. Energy Policy, 2018, 120: 569-579.

[4] 劉堅(jiān).儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用潛力與經(jīng)濟(jì)性研究[M].中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社，2016（16-18）.

[5] NREL.Federal Tax Incentives for Energy Storage Systems[R/OL].[2018-01]. https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/70384.pdf

[6] U.S. Department of Energy. State of the U.S.EnergyStorage Industry: 2017 Year in Review[R/OL].[2018-2-3].https://www.cesa.org/assets/2018-Files/ESTAP-webinar-slides-2.13.2018.pdf

[7] EuPDResearch.Study:European Residential PV Energy Storage Market Overview 2017[R/OL].[2018-03-04].https://www.eupd-research.com/fileadmin/content/download/pdf/Produkte_Technologische_Nachhaltigkeit/EuPD_Research_European_Residential_PV_Energy_Storage_Market_Overview_2017.pdf

[8] Germany Trade & Invest.The Energy Storage Market in Germany[R/OL],[2019-01-05].https://www.gtai.de/GTAI/Content/EN/Invest/_SharedDocs/Downloads/GTAI/Fact-sheets/Energy-environmental/fact-sheet-energy-storage-market-germany-en.pdf?v=12

[9]羅蘭貝格.能源儲(chǔ)存商業(yè)模式[EB/OL].[2017-6-13].https://www.rolandberger.com/zh/Publications/能源儲(chǔ)存商業(yè)模式.html https://www.rolandberger.com/en/Publications/Business-Models-in-Energy-Storage.html

[10] 華志剛.儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)及商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式[M].中國(guó)電力出版社，2019（151-156）.

[11] BURGER S P, LUKE M. Businessmodels for distributed energy resources: A review and empirical analysis [J]. EnergyPolicy, 2017, 109: 230-248.

[12] Abhishek Shivakumar(KTH),Paul Deane (University College Cork),Bo Normark (KIC InnoEnergy),AurélieFaure (Ifri). Business models for flexible production and storage[R/OL],[2015-12-27].https://www.unedforum.org/fileadmin/files/BusinessModelsStorage.pdf

原標(biāo)題:全視角解讀分布式儲(chǔ)能全球發(fā)展現(xiàn)狀，研判未來(lái)趨勢(shì)