由于消費電子市場和電動汽車市場強勁的電力需求,亞洲、歐洲、美國的電力主要玩家都在擴大鋰技術的規模,電池存儲的價格下降速度遠遠超出了所有人的預料,從2010男的每千瓦時1000美元降至2016年的每千瓦時不到230美元。
消費市場的龐大使得電力的價格優勢逐漸凸顯,電力存儲開始在能源市場發揮重要角色,提供更高質量的服務,在清潔能源運用中扮演重要角色,迎合監管需求。
本期的智能內參,我們推薦來麥肯錫的電池存儲行業報告,結合智東西市場觀察,分析儲能技術進步是如何影響電力和電網市場,以及智能電網在公共事業單位和個體消費者生活中扮演的角色。以下為智能內參整理呈現的干貨:
電網2.0:智能化的能源變革
智能電網(smart grid),又稱電網2.0,顧名思義就是智能化的電力傳輸網絡。
與現有電網相比,智能電網體現出電力流、信息流和業務流高度融合的顯著特點,有利于促進清潔能源的開發利用,優化能源結構和能源服務質量,有效提高能源輸送和使用效率,增強電網運行的安全性、可靠性和靈活性,實現電網與用戶的雙向互動。
近幾年,國家陸續出臺政策扶持智能電網的發展。根據派克調查機構的最新報告,智能電網技術市場將從2012年的330億美元增長到2020年的730億美元,8年間,市場累積達到4940億美元。
*國際智能電網項目示例(援引中國項目資訊網)
智能電網的建設主要涉及以下八個方面:
1、電網網架建設:包括特高壓交流試驗示范工程和特高壓直流示范工程等網絡架構,以及特高壓輸變電的核心技術;
2、大電網運行控制:調度自動化系統和繼電保護裝置;
3、通信信息平臺建設:包括以光纖通信為主,微波、載波等多種通信方式并存的通信網絡格局;
4、試驗檢測手段:包括大型風電網、太陽能發電和用電技術等;
5、智能電網發展實踐:包括智能電網調度技術支持系統、智能變電站、用電信息采集系統、電動汽車充電設施、配電自動化、電力光纖到戶等試點工程;
6、大規模可再生能源并網及儲能:包括集中并網、電化學儲能、仿真平臺、電力接入技術標準等;
7、電動汽車充放電技術領域:包括充放電設施的接入、監控和計費、電動汽車充電運營站點等;
8、電網發展機制:包括輸電、變電、配電到用電的各個環節的統一規劃、統一標準、快速推進。
儲能經濟:新的分布式能源替代方案
如前所述,電池存儲是智能電網實現能量雙向互動的重要設備,可以提高電網接納間歇式可再生能源能力,減小峰谷差,提高設備利用率,提高電網安全可靠性和電能質量。天鵝座儲能電池技術公司創始人Sam Jaffe曾表示,在10年里,輸電將變得更加清潔、便宜和穩定,這都歸功于電力存儲技術。
據儲能聯盟統計,2016年上半年中國新增投運儲能項目規模28.5MW,主要布局于西北地區的集中式可再生能源并網領域。在新增投運的9個項目中,格爾木時代新能源光儲電站項目和科陸電子甘肅玉門風光儲項目因規模分別達到15MW和10MW,成為其中的代表項目。
電池存儲的類型、位置、網路需求、法規、負載、速率結構和應用性質是由用戶類型決定的,既可以布局于電網系統,又可以用于個體消費,包括家庭或企業,價值流形式更為靈活。麥肯錫指出,目前的電池存儲技術已經投入一些消費市場應用,并在不斷擴大應用規模。
*不斷增長的電池存儲價值
與此同時,基于環境(太陽能、風能等)的低成本新能源系統在負載損耗方面表現欠佳,環境可靠性也不足,這就導致新能源系統不能替代傳統電網滲透生活生產,消費者依舊需要結合傳統電能系統以滿足能耗需求。對此,美國推出了新的補償方案,刺激分布式發電的采用,結合儲能技術,幫助公共事業降低新能源投資風險,避免長期資本項目。
目前,低價太陽能系統已經被一些美國公共事業單位采用,結合電池存儲技術套利,從而創建實用性工具。與此同時,美國凈能源計量(NEM)規則也在驅使更多的消費者接受太陽能電池板,以減少能源開支,在可持續能源采用與成本考量之間尋求平衡點。
*太陽能&儲能成本預測(單位:美分/千瓦時)
針對日益進步的新能源技術和儲能技術,麥肯錫建議公共事業單位可以采取以下三大措施:
1、重新設計補償結構并探索新的機遇
公共事業單位需要采用新的方法來恢復其電網投資的健康模式。電網布局是一種長期的投資,在建立和維護的環節都需要大量資本投入,而征收固定的電網費用并不討喜,也不被監管部門認可。
隨著消費者可以自行購買能源生產元件(如太陽能電池板等),可靠的電網路徑子啊電網系統中的作用就凸顯出來了。因此,設計容量和速率結構靈活的能源系統對于未來的交互式/智能電網而言十分重要。換言之,減少對于配電的依賴,將重心轉向交互式服務,減少電網系統成本將是發展重點。
對此,公共事業單位應當考慮擴大服務范圍,捕捉新的市場機遇,增加收益機會和交易模式。以澳大利亞為例,有電氣公司為客戶提供存儲設備安裝程序和咨詢服務,美國方面也有試點項目推出高級分析和數據管理服務幫助消費者管理他們的能源使用。
2、重新考慮電網系統規劃
簡言之,就是投資軟件程序,采用高級分析技術規劃現代化電網結構,重新制定子系統標準,針對節點之間的轉化提出新的措施,推出優先級設置。對此,提高儲能環節是重要舉措,直接影響智能電網經濟學,包括投資風險和投資回報。
3、考慮與第三方合作
這里的第三方指針對分布式配電的能源公司(DER)、技術方和金融玩家,他們必定會把握電網進化的機遇,這對于智能電網建設,可以成為正面的因素。
能源公司不妨設計太陽能子系統與儲能子系統的配套組合,針對客戶價值定制個性化服務,以應對多種形式的賬單利率結構和長期成本問題。這就要求技術方充分了解儲能單元在整個電網價值鏈中所在的位置,調節產品以滿足客戶需求并優化成本結構。而金融機構,應當對相關的儲能投資市場保持判斷和靈敏,了解市場潛力。
需求催生的2C電池企業
如前所述,電池存儲技術在廣泛的智能電網構建,尤其是分布式能源方案中,扮演著重要角色。與從同時,智能電網針對新能源還包括電動汽車,這是直接契合2C消費市場的命題。
*全球電動汽車市場規模示意(援引彭博社)
高盛2015年分析指出,碳酸鋰需求目前為每年16萬噸,而電動汽車滲透率每提升1個百分點,將帶來7萬噸新增碳酸鋰的需求。到2025年,僅電動車市場的增長就有望帶動整個鋰市場需求達到47萬噸。
對此,除了專業化儲能企業,在動力電池供不應求的局面下,2016年上半年,比亞迪、力神、中航鋰電、國軒高科、沃特瑪等國內主要動力電池企業紛紛發布了投資擴產計劃;另一方面,以猛獅科技、雙登、南都電源為代表的鉛蓄電池企業也在大力投資建設動力鋰離子電池生產基地。
*2015年十大電池供應商產能示意(援引《能源》)
其中,比亞迪作為極具代表性的動力電池生產基地,在進入電動汽車市場的時候優勢就非常明顯了。根據《2016中國新能源汽車消費者調研報告》,深圳比亞迪和德國戴勒姆公司推出的騰勢在純電動汽車產品的性能和可靠性方面均緊隨特斯拉位列第二。
*國內自主品牌純電動汽車續航里程排名(援引知乎xinhe sun)
與比亞迪路線類似的,還有特斯拉。這家新能源汽車先鋒也被業內稱為電池公司,在內華達州投資50億美元建設鋰電池工廠Giga factory。馬斯克曾在采訪中表示,他的電池工廠將與亞洲同行進行競爭,爭取更多的市場份額。
除了追求特斯拉汽車成本的優化之外,Giga factory的野心還涉及家庭、事業單位面向分布式能源方案的儲能子系統。值得指出的是,近日有消息透露,由于中國龐大的新能源汽車市場規模及潛力,馬斯克正在考慮在華建廠以避免進口關稅帶來的市場競爭力問題。
智東西認為,大規模、高效率的儲能技術可能還有待進展,但與此同時,結合政策導向,面向消費市場進行推廣或許也是一種正面的嘗試,有利于減少事業單位對于新能源系統投資的風險性,提升電網利用效率、靈活性和可靠性。
智能電網,本質上是結合可再生能源結構考量的能源管理問題,因此也被人成為能源互聯網。隨著技術發展和試點項目的展開,分布式能源系統和微電網的經濟效益會越來越好,電動汽車充放電技術和基礎設施的建設將更加完善,對此,靈活、可靠的能源路徑和分布式能源替代方案將成為能源單位新的市場競爭點。