2019年全球儲能市場回顧

中國能源研究會儲能專委會 秘書長 張靜

在經(jīng)歷了2018年全球電化學(xué)儲能市場的迅猛發(fā)展之后，市場增速開始理性的回落調(diào)整。正如中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）研究部和咨詢公司W(wǎng)ood Mackenzie所預(yù)料，處于商業(yè)化初期的電力儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚不能持續(xù)高位增長，一輪高速發(fā)展之后，必將出現(xiàn)回調(diào)。

根據(jù)CNESA全球儲能項目庫初步統(tǒng)計，截止到2019年底，包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能和熔融鹽儲熱在內(nèi)的全球儲能累計裝機(jī)規(guī)模為182.8GW，年增長率為0.99%；其中電化學(xué)儲能的累計裝機(jī)規(guī)模為8089.2MW，年增長率22.1%，較2018年126.4%的高增長有所回落，但仍維持了前幾年全球市場的平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢。但從正在整理中的四季度新增規(guī)模看，全球市場似乎又進(jìn)入了下一輪高增長的預(yù)備期。CNESA數(shù)據(jù)顯示，全球第四季度電化學(xué)儲能新增裝機(jī)規(guī)模為490.8MW，環(huán)比增長有望超過200%。

2019年，縱觀全球儲能市場的發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)儲能應(yīng)用在不斷深化、廠商加緊布局、更多政策出臺從直接補貼或以市場化方式支持儲能、技術(shù)創(chuàng)新在繼續(xù)、資本市場深度參與業(yè)務(wù)發(fā)展；同時也有不少儲能系統(tǒng)安全性、產(chǎn)品性能、系統(tǒng)成本過高、現(xiàn)有電力市場監(jiān)管政策和規(guī)則需要重新定義儲能的參與作用和價值等問題也暴露了出來。CNESA研究部通過對全年市場信息的跟蹤和分析，總結(jié)了2019年全球儲能市場的六大趨勢。

光儲應(yīng)用成主流，可再生能源場站標(biāo)配儲能或成趨勢

近年全球光伏發(fā)電比例不斷增加，為保障電能質(zhì)量、提升電網(wǎng)的靈活性、提高分布式光伏自發(fā)自用比例，降低用戶的用電成本，又加之鋰離子電池系統(tǒng)成本的大幅下降，循環(huán)壽命不斷提高等原因，光伏整合儲能技術(shù)的系統(tǒng)建設(shè)成為儲能全球應(yīng)用的主流。這一應(yīng)用在美國、英國、澳大利亞、中國以及一些新增儲能項目的國家非常明顯。

以美國為例，內(nèi)華達(dá)州公用事業(yè)委員會（PUCN）已批準(zhǔn)Quinbrook與NV Energy簽訂為期25年的PPA，用于克拉克的690 MW AC Gemini太陽能+電池存儲項目。該項目將展示將光伏技術(shù)與儲能相結(jié)合的能力，以捕獲和利用內(nèi)華達(dá)州豐富的可再生太陽能資源，為NV Energy的客戶提供低成本的電力，在太陽下山后長時間保持照明，并可以為內(nèi)華達(dá)州電力需求激增的傍晚高峰期進(jìn)行調(diào)度。美國能源公司PacifiCorp發(fā)布了其長期能源計劃草案，首次將電池儲能確定為最低成本組合的一部分，到2025年規(guī)劃的所有儲能資源都將與新型太陽能發(fā)電相配套。

包括韓國、美國、中國、日本、澳大利亞、英國、法國、蘇格蘭、新西蘭、智力等國在可再生能源場站增加儲能單元，有助于形成儲能與可再生能源發(fā)電標(biāo)配的大趨勢，儲能的加入被普遍認(rèn)為是可再生能源中最有希望的技術(shù)進(jìn)步，并對于實現(xiàn)這些國家的低碳、零碳目標(biāo)至關(guān)重要。項目建設(shè)為當(dāng)?shù)貛砹烁嗟木蜆I(yè)機(jī)會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展價值。

例如，Iberdrola英國子公司Scottish Power將在蘇格蘭539MW的Whitelee陸上風(fēng)力發(fā)電項目基礎(chǔ)上，再增加一塊50MW的鋰離子電池，這將是英國最大的鋰離子電池項目之一。儲能電池將為電網(wǎng)提供“無功功率和頻率響應(yīng)”，并在高需求或低風(fēng)速時提供綠色電力。這將是英國第四個安裝儲能的風(fēng)能項目。

Tesla在南澳大利亞建設(shè)的129 MWh 的Hornsdale電池儲能系統(tǒng)可以提供電網(wǎng)安全性保障、調(diào)整風(fēng)電場出力、參與輔助服務(wù)。2018年1月，發(fā)生電網(wǎng)跳閘事件后，維州和南澳州的電力現(xiàn)貨價格猛漲至12900澳元/MWh和14200澳元/MWh。Hornsdale儲能選擇在價格尖峰時刻出力，在時間軸上利用自身快速的充放電性能曲線跟隨現(xiàn)貨價格波動曲線，低買高賣，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)收入。另外，根據(jù)澳大利亞能源市場運營商（AEMO）公布的數(shù)據(jù)，這套儲能系統(tǒng)獲得了調(diào)頻輔助服務(wù)（FCAS）所有收入的55%，也使南澳8個FCAS市場的輔助服務(wù)價格降低了90%，給開發(fā)商增加收入的同時也為電力消費者節(jié)省約4000萬美元。儲能系統(tǒng)的良好性能和經(jīng)濟(jì)性潛能給可再生能源配置儲能模式的推廣以信心，澳大利亞正在積極部署更多的風(fēng)光儲項目。

現(xiàn)階段在國際市場，許多光伏或是風(fēng)電配置儲能的項目還能夠得到政府的補貼或者無息、低息貸款。這也緩解了項目建設(shè)初期的資金壓力，推動了光儲、風(fēng)儲項目的實施，趨近了全球多國清潔能源高比例發(fā)展的目標(biāo)。

儲能在參與傳統(tǒng)能源替代中嶄露頭角

根據(jù)美國咨詢公司W(wǎng)ood Mackenzie的研究結(jié)果，2022年之后，全生命周期的4小時儲能系統(tǒng)建設(shè)成本與燃?xì)怆娬鞠啾?，已?jīng)具有很強(qiáng)的競爭力。根據(jù)AEMO和CSIRO的預(yù)測，到2020年，風(fēng)電或光伏配置2小時電池儲能的平準(zhǔn)化成本（LCOE）在某些場景下能夠與燃?xì)庹{(diào)峰機(jī)組相競爭。儲能系統(tǒng)成本的下降、傳統(tǒng)能源價格上升以及國家對清潔能源應(yīng)用的要求使得獨立儲能系統(tǒng)、傳統(tǒng)發(fā)電廠與儲能結(jié)合或可再生能源場站配置儲能替代老舊傳統(tǒng)能源成為可能。根據(jù)IRENA和Navigant Research的研究，在美國，光儲的平準(zhǔn)化度電成本（$23-36/MWh）已經(jīng)低于核電和煤電，接近燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組，替代傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的趨勢明顯。

AES Alamitos（AES公司的子公司）宣布，將為Alamitos Energy Center（AEC）建設(shè)一個100MW/400MWh的電池儲能系統(tǒng)，作為對現(xiàn)有AES Alamitos電站更新替換工程的一部分。就目前情況，通過高效的聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)與電池儲能系統(tǒng)的結(jié)合來替代老舊的燃?xì)庹{(diào)峰電站，以滿足峰值電力需求是可行的。

印第安納州、紐約州、夏威夷、澳大利亞、以及一些海島國家也紛紛實施或規(guī)劃儲能參與清潔能源供電系統(tǒng)或通過儲能參與傳統(tǒng)電廠的運行來逐步替代傳統(tǒng)能源。

用戶側(cè)光儲系統(tǒng)為虛擬電廠的發(fā)展奠定基礎(chǔ)

戶用或工商業(yè)光儲形成的大規(guī)模、分布式用戶側(cè)儲能系統(tǒng)正在被積極地用作虛擬電廠（VPP）建設(shè)的基本元素。虛擬電廠的優(yōu)勢是可降低對發(fā)電設(shè)備的初期投資，并提高日后靈活購買光伏電力的能力。通過虛擬電廠也為業(yè)主提供余電使用的用電方式，從而達(dá)到合理電力調(diào)配的目的。

根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省相關(guān)數(shù)據(jù)，其國內(nèi)可供虛擬電廠收集的太陽能電力規(guī)模預(yù)計將在30年內(nèi)增加到37.7GW，相當(dāng)于37個大型火力發(fā)電站的發(fā)電量，可見作為電力調(diào)配的虛擬電廠勢必有大發(fā)展。京瓷、羅森等企業(yè)也已紛紛投資虛擬電廠。2019年10月，南澳大利亞數(shù)百戶家庭光儲系統(tǒng)形成的虛擬電廠項目，通過向澳大利亞全國電力市場供能，成功地應(yīng)對了昆士蘭州發(fā)生的一次大規(guī)模斷電事故。目前，該虛擬電廠已安裝了900多個系統(tǒng)，由Tesla牽頭，得到了南澳政府和能源零售商Energy Locals的支持。

盡管虛擬發(fā)電廠還處于發(fā)展初期階段，但它已經(jīng)展現(xiàn)出為大型常規(guī)發(fā)電機(jī)提供電網(wǎng)支持的能力；同時也證明了通過協(xié)調(diào)戶用電池充放電，可以使包括其他消費者在內(nèi)的更廣泛的電力系統(tǒng)受益。由大量分散在用戶側(cè)的光儲系統(tǒng)構(gòu)成虛擬電廠應(yīng)用正受到多國政府和電力公司的重視，有關(guān)虛擬電廠的研究和示范也在進(jìn)行中。

儲能系統(tǒng)起火事故引發(fā)極大關(guān)注，相關(guān)各方積極應(yīng)對

鋰離子電池的安全性一直是其發(fā)展過程中的一個瓶頸。從2017年8月發(fā)生的第一次火災(zāi)算起，截至2019年底韓國已經(jīng)發(fā)生了27起儲能電池系統(tǒng)的火災(zāi)事故。韓國政府叫停國內(nèi)儲能電站運行，并開展事故調(diào)查。出臺的調(diào)查報告顯示，火災(zāi)原因主要是來自于電池保護(hù)系統(tǒng)不良、運營環(huán)境管理不良、安裝疏忽、儲能系統(tǒng)集成（EMS，PCS）不良等4種因素。同時調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些電池存在制造缺陷但在模擬測試中并未造成火災(zāi)。事故的發(fā)生給韓國儲能系統(tǒng)建設(shè)以及LG化學(xué)和三星SDI的電池應(yīng)用帶來很大影響。也在一定程度上使全球儲能用戶和潛在用戶對鋰離子儲能系統(tǒng)產(chǎn)生了質(zhì)疑。

在一個新興領(lǐng)域，無論是儲能廠商還是用戶都需要正向、理性、積極地面對問題。包括中國在內(nèi)的多個國家已經(jīng)在儲能預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)、儲能安全標(biāo)準(zhǔn)制定以及消防手段等方面展開了研究工作，美國尤其突出。

美國消防協(xié)會（NFPA）關(guān)于儲能系統(tǒng)火災(zāi)危險和安全建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)NFPA 855《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》已正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)被ANSI批準(zhǔn)為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。UL發(fā)布的UL 9540A，主要用來評估電池儲能系統(tǒng)熱失控的測試方法，如果超出NFPA 855中的容量限制或距離限制等情況，需要根據(jù)UL 9540A的測試結(jié)果，由相關(guān)部門來評估該儲能系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險。另外紐約州消防部門也發(fā)布了關(guān)于室外定置電池系統(tǒng)設(shè)計、安裝和應(yīng)急管理程序指南。美國還有27家能源公司簽署儲能企業(yè)責(zé)任承諾，致力保障儲能安全。

政府補貼持續(xù)推動儲能系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展

為了推動低碳社會、高比例可再生能源的發(fā)展，多個國家、地區(qū)或州政府出臺補貼政策，促進(jìn)儲能的生產(chǎn)以及在不同領(lǐng)域的安裝和應(yīng)用。補貼政策的持續(xù)給多國的儲能規(guī)模增加和應(yīng)用擴(kuò)展提供了原動力，美國加州的SGIP政策、德國、澳洲部分州政府的戶用儲能補貼政策都起到了非常好的作用。下表列舉了部分2019年典型補貼政策

信息來源CNESA整理

儲能市場的收購、合資與合作依然活躍

企業(yè)間的并購、合資和合作增強(qiáng)了雙方或多方的實力，是儲能技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的有益補充，也是豐富全球儲能應(yīng)用類型和規(guī)?；l(fā)展的有力方式。中關(guān)村儲能聯(lián)盟研究部通過對2019年廠商信息的整理發(fā)現(xiàn)儲能市場的收購、合資、合作十分活躍，傳統(tǒng)的大型能源公司、電力/電網(wǎng)企業(yè)、儲能產(chǎn)業(yè)鏈上下游都在積極實現(xiàn)合作合資，擴(kuò)大應(yīng)用覆蓋，擴(kuò)展海外業(yè)務(wù)，加緊對全球儲能市場的布局。

2019年市場上最有代表性的合作方式包括三類。一是大型能源集團(tuán)收購新興儲能技術(shù)及系統(tǒng)集成商，將儲能業(yè)務(wù)契合進(jìn)其傳統(tǒng)能源業(yè)務(wù)；如Shell New Energies收購Sonnen，EDF公司收購Pivot Power公司。二是儲能系統(tǒng)集成商為擴(kuò)展技術(shù)覆蓋或擴(kuò)大應(yīng)用類型，收購其他儲能企業(yè)，或采用合作、合資方式，如Tesla收購Maxwell Technologies, Inc.，Stem公司與NEC公司開展合作，優(yōu)化太陽能+儲能項目部署及運營，比亞迪聯(lián)合伊藤忠商事建立合資企業(yè)，發(fā)力儲能電池。最后一類是儲能系統(tǒng)集成商與地方電力公司或公用事業(yè)公司及其子公司進(jìn)行合資或合作，布局儲能業(yè)務(wù)或跨國儲能應(yīng)用，如SolarEdge與AGL就住宅側(cè)電池項目達(dá)成戰(zhàn)略合作，RWE與Georgia Power簽署“太陽能+儲能”PPA 協(xié)議。

結(jié)語

與2018年126%的增長率相比，2019年全球儲能的發(fā)展速度放緩。但這并不代表儲能市場在萎縮，或是應(yīng)用停滯。用高增長后理性調(diào)整的態(tài)度看待市場發(fā)展規(guī)律應(yīng)該更為恰當(dāng)。歐美等多國都以100%可再生能源、低碳或零碳、去煤、去核為下一步能源目標(biāo)，傳統(tǒng)電源的關(guān)停和退出需要大規(guī)?？稍偕茉吹难杆傺a充，這對電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力、安全保障能力形成巨大挑戰(zhàn)，而儲能則是應(yīng)對挑戰(zhàn)的重要武器，也是幫助電力企業(yè)和用戶降低成本的有效工具。可再生能源接入比例的提高使儲能成為電力系統(tǒng)的剛需，這使得儲能商業(yè)化應(yīng)用能夠首先在電力市場化程度高的國家或區(qū)域得以穩(wěn)步持續(xù)地發(fā)展，局部時間發(fā)展速度有可能減緩，但儲能在電力系統(tǒng)應(yīng)用不斷深化的大趨勢不會變。

中關(guān)村儲能聯(lián)盟研究部對2019年多國儲能市場和政策進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在市場增速減緩的同時，儲能應(yīng)用領(lǐng)域和類型卻日漸明晰，在英美德等國，儲能已經(jīng)深度參與到電力市場各類服務(wù)中去，儲能系統(tǒng)可實現(xiàn)多重價值的優(yōu)勢正在被挖掘，儲能的運行經(jīng)驗正在向其他國家傳導(dǎo)。多國的電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)也表示，正在通過多項研究和示范加深對儲能作用和價值的了解，以調(diào)整監(jiān)管政策，給儲能更恰當(dāng)?shù)纳矸?，制定相?yīng)的規(guī)則和定價機(jī)制。

另據(jù)CNESA全球儲能項目庫初步統(tǒng)計，從2019年四季度開始，市場似乎已開啟增速引擎；全球2020-2022年電化學(xué)儲能新增投運規(guī)劃超過16GW，市場發(fā)展仍然樂觀。我們希望2019年裝機(jī)增速減緩正是市場留給產(chǎn)業(yè)修煉內(nèi)功、解決問題的緩沖期，儲能應(yīng)用和商業(yè)化發(fā)展仍將以其積極穩(wěn)健的步伐向前推進(jìn)。

加快“走出去”的步伐，積極開拓國際市場，正成為眾多儲能企業(yè)的現(xiàn)實選擇。如何加強(qiáng)本地化建設(shè)，與更多當(dāng)?shù)亻_發(fā)商、集成商建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，都是中國企業(yè)必須破解的課題。2020年4月15-17日，第九屆儲能國際峰會暨展覽會（ESIE2020）將在北京盛大召開，同期將舉辦第二屆全球儲能運營商大會、中英儲能產(chǎn)業(yè)論壇、中日儲能技術(shù)研討會，展覽區(qū)域還將專門開辟“國際儲能創(chuàng)新展區(qū)”，將邀請美國能源部、歐洲儲能協(xié)會、澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織、德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署、英國大使館、芬蘭大使館、泰國大使館、愛爾蘭儲能協(xié)會、日本儲能協(xié)會、韓國儲能協(xié)會、印度儲能協(xié)會、世界銀行、亞洲投資銀行等30多家國際機(jī)構(gòu)參與峰會，為中國儲能產(chǎn)業(yè)鏈上的各家公司，搭建了一個近距離接觸各國儲能決策者、熟悉主流與新興儲能市場的平臺。