電池儲(chǔ)能是非常靈活的，它可以進(jìn)行快速部署， 且具有多種應(yīng)用。同時(shí)它能夠產(chǎn)生大量?jī)r(jià)值流——更不用說(shuō)電池價(jià)格比預(yù)期中下降得還要快這一點(diǎn)。
根據(jù)一項(xiàng)預(yù)測(cè)，到2022年，儲(chǔ)能市場(chǎng)的年銷(xiāo)售量可達(dá)到260億美元以上，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）則達(dá)46.5%。然而，該部門(mén)的活力并不完全歸因于這些因素。諸如人工智能、區(qū)塊鏈和預(yù)測(cè)分析等相鄰數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步正在促發(fā)綜合解決方案和創(chuàng)新商業(yè)模式，而幾年之前，這些方案和模式幾乎是不可想象的。世界各地的創(chuàng)業(yè)公司正迅速將智能網(wǎng)絡(luò)“電表后端”電池商業(yè)化，以造福于電力用戶(hù)、公用事業(yè)公司以及電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商。
電池儲(chǔ)能市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素
1、成本和性能改進(jìn)
各種儲(chǔ)能形式已存在有數(shù)十年。所以這讓人不禁發(fā)問(wèn)：為何偏偏電池儲(chǔ)能獨(dú)占鰲頭？又為何非現(xiàn)在不可？也許最顯而易見(jiàn)的答案是其成本的下降以及性能的改善，尤其是在鋰離子電池方面。同時(shí)也正是由于不斷擴(kuò)大的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)，制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模得以促進(jìn)。如下圖所示，鋰離子電池的成本正在急劇下降。然而，根據(jù)我們所分析的九個(gè)國(guó)家的情況，可以明確的一點(diǎn)是：成本下降僅僅是一部分原因。
▲ 2010年至2017年鋰離子電池價(jià)格下降80%（美元/kWh）
2、電網(wǎng)現(xiàn)代化
許多國(guó)家正在實(shí)施電網(wǎng)現(xiàn)代化計(jì)劃，以提高應(yīng)對(duì)惡劣天氣事件的復(fù)原能力，減少與老化基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的系統(tǒng)中斷，并提高系統(tǒng)的整體效率。這些計(jì)劃通常涉及在已建立的電網(wǎng)內(nèi)部署智能技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)雙向通信和先進(jìn)的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及整合分布式能源（即可再生能源、燃料電池、柴油或天然氣發(fā)電廠、儲(chǔ)能資產(chǎn)和微電網(wǎng)）。
總之，我們發(fā)現(xiàn)電池儲(chǔ)能的發(fā)展與為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化（包括向智能電網(wǎng)的過(guò)渡）所做出的努力密不可分。數(shù)字化電網(wǎng)支持生產(chǎn)消費(fèi)者參與智能系統(tǒng)配置、預(yù)測(cè)性維護(hù)和自我修復(fù)，這為實(shí)施階梯式費(fèi)率結(jié)構(gòu)鋪平了道路—這一切為電池儲(chǔ)能開(kāi)辟了空間，促使其通過(guò)增加容量、調(diào)峰運(yùn)行和/或改善電能質(zhì)量創(chuàng)造價(jià)值。雖然智能技術(shù)已存在了一段時(shí)間，但電池儲(chǔ)能的出現(xiàn)有助于挖掘它的全部潛能，反之亦然。
▲ 2018-2030年全球各國(guó)累計(jì)儲(chǔ)能部署
3、全球可再生能源運(yùn)動(dòng)
廣泛的可再生能源和減排扶持政策也在推動(dòng)全球使用電池儲(chǔ)能解決方案。電池在抵消可再生能源間歇性和減少削減方面所發(fā)揮的關(guān)鍵作用是有目共睹的，但各類(lèi)電力用戶(hù)依然追逐清潔能源，其程度和普遍度仍在增長(zhǎng)。這種情況在企業(yè)和公共部門(mén)中尤為明顯。正如德勤最近的一份報(bào)告真正的生意：企業(yè)采購(gòu)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手推動(dòng)可再生能源增長(zhǎng)的政策中所指出的那樣，大型跨國(guó)公司在采購(gòu)全球可再生能源方面發(fā)揮了領(lǐng)導(dǎo)作用。事實(shí)上，許多人公開(kāi)承諾在未來(lái)二十年或更早即可通過(guò)RE100和可再生能源買(mǎi)家聯(lián)盟等計(jì)劃達(dá)成100%使用可再生能源的目標(biāo)。這預(yù)示著可再生能源能夠持續(xù)發(fā)展，并可能會(huì)繼續(xù)就電池儲(chǔ)能作出部署，以協(xié)助整合更多的分布式能源。
4、參與電力批發(fā)市場(chǎng)
雖然經(jīng)常在一句話(huà)中同時(shí)提到可再生能源和電池儲(chǔ)能，但電池儲(chǔ)能卻能夠幫助平衡任何發(fā)電源的電網(wǎng)，并提高電能質(zhì)量。這表明電池儲(chǔ)能在全球范圍內(nèi)參與電力批發(fā)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)越來(lái)越大。幾乎我們所分析的所有國(guó)家都正在改造其批發(fā)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，爭(zhēng)取為電池儲(chǔ)能開(kāi)辟一席之地供其提供容量以及諸如頻率調(diào)節(jié)和電壓控制等輔助服務(wù)。雖然這些應(yīng)用程序仍處于初級(jí)階段，但是隨著決策者努力地消除阻礙儲(chǔ)能參與和調(diào)整市場(chǎng)的障礙時(shí)，這些應(yīng)用程序也還是取得了不同程度的成功。
以德國(guó)的主要控制儲(chǔ)備（PCR）市場(chǎng)為例。這一市場(chǎng)的參與者通過(guò)贏得每周一次的競(jìng)價(jià)創(chuàng)造收入、并通過(guò)提供平衡電網(wǎng)所需的接納能力來(lái)獲取報(bào)酬。盡管PCR市場(chǎng)在過(guò)去幾年里一直向儲(chǔ)能供應(yīng)商開(kāi)放，但是對(duì)于電池儲(chǔ)能的部署卻直到2016年才變得重要起來(lái)，因?yàn)槟菚r(shí)起，系統(tǒng)成本不斷下降，所以可以獲得可行的投資回報(bào)。與傳統(tǒng)發(fā)電廠不同的是，電池儲(chǔ)能幾乎可以在瞬間對(duì)系統(tǒng)失衡做出反應(yīng)，并在不到30秒的時(shí)間內(nèi)完全啟動(dòng)。
然而，與美國(guó)不同，德國(guó)針對(duì)這種快速響應(yīng)并不提供報(bào)酬，所以德國(guó)的電池供應(yīng)商直接與現(xiàn)有公司競(jìng)爭(zhēng)，比如天然氣調(diào)峰電廠。一方面，這種無(wú)差別競(jìng)爭(zhēng)有效地降低了容量成本，但另一方面，它也導(dǎo)致市場(chǎng)迅速飽和，利潤(rùn)微薄，電池儲(chǔ)能供應(yīng)商經(jīng)濟(jì)狀況不穩(wěn)定。由于在PCR市場(chǎng)未能有足夠的增長(zhǎng)空間，德國(guó)的電池儲(chǔ)能解決方案提供商越來(lái)越多地將目光放在二級(jí)儲(chǔ)備市場(chǎng)以及配電遞延上，作為其潛在的新價(jià)值流。
與德國(guó)一樣，美國(guó)的一些電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商也將電池儲(chǔ)能引入其系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)電力批發(fā)市場(chǎng)對(duì)電池等快速反應(yīng)資源供應(yīng)商的開(kāi)放，很大程度上要?dú)w功于分 別于2011年和2013年發(fā)布的第755和第784號(hào)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)（FERC）命令。命令規(guī)定，對(duì)于輔助服務(wù)市場(chǎng)上的響應(yīng)速度以及響應(yīng)準(zhǔn)確性進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。由于電池供應(yīng)商受邀參與頻率調(diào)節(jié)市場(chǎng)，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始遭遇一些前所未有的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)來(lái)自于儲(chǔ)能快速爬坡和較慢爬坡資源的混合、調(diào)度參數(shù)和信號(hào)相關(guān)事項(xiàng)、其他技術(shù)要求三者之間的失衡。
然而，展望未來(lái)，我們的研究發(fā)現(xiàn)表明，將電池整合到電力批發(fā)市場(chǎng)的好處將超過(guò)這些日益增長(zhǎng)的痛苦，這是因?yàn)槭澜绺鞯氐臎Q策者正在越來(lái)越多地采取行動(dòng)來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)速效電池儲(chǔ)能在平衡電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)方面所做出的貢獻(xiàn)。例如，智利國(guó)家能源委員會(huì)起草了一個(gè)新的輔助服務(wù)監(jiān)管框架，認(rèn)同了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠做出的貢獻(xiàn)。
同樣的，意大利也開(kāi)放了其輔助服務(wù)市場(chǎng)，作為可再生能源和儲(chǔ)能項(xiàng)目試點(diǎn)，將其引入為全面監(jiān)管改革所做工作的一部分。同時(shí)，2018年2月15日，F(xiàn)ERC發(fā)布了最終規(guī)則，采取進(jìn)一步措施消除其管轄范圍內(nèi)阻礙電力儲(chǔ)存資源參與容量、能源和輔助服務(wù)市場(chǎng)的障礙。
5、財(cái)政激勵(lì)
在我們所研究的國(guó)家，由政府出資進(jìn)行財(cái)政激勵(lì)，該措施進(jìn)一步反映出政策制定者越來(lái)越意識(shí)到電池儲(chǔ)能解決方案為整個(gè)電力價(jià)值鏈帶來(lái)的各種益處。在我們的研究中，這些激勵(lì)措施不僅包括通過(guò)退稅償還或直接償還電池系統(tǒng)成本所占百分比，還包括通過(guò)贈(zèng)款或者補(bǔ)貼融資來(lái)提供資金支持。
這些激勵(lì)措施在能源安全問(wèn)題上顯得尤為慷慨，比如2017年，意大利為住宅儲(chǔ)存裝置提供了50%的稅收減免?；蛘哚槍?duì)那些在電池制造中享有經(jīng)濟(jì)利益的國(guó)家，比如韓國(guó)，2017年上半年，得到韓國(guó)政府支持而投資的儲(chǔ)能系統(tǒng)增長(zhǎng)了89兆瓦時(shí)（MWh）的產(chǎn)能，比上一年同期增長(zhǎng)了61.8%。
6、FIT或凈電量結(jié)算政策的淘汰
由于消費(fèi)者和企業(yè)試圖從其太陽(yáng)能光伏（PV）投資中尋求可以獲取更高回報(bào)的方式，太陽(yáng)能發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策（FIT）或凈電量結(jié)算政策的低價(jià)或熱度消退成為進(jìn)一步配置電表后端系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)因素。這種情況發(fā)生在澳大利亞、德國(guó)、英國(guó)以及美國(guó)夏威夷。這些地區(qū)擁有最成熟的太陽(yáng)能市場(chǎng)，部分原因是電力價(jià)格高到足以使太陽(yáng)能在經(jīng)濟(jì)上可行。
盡管這還不是一種全球性的趨勢(shì)，但我們有理認(rèn)為，隨著FIT的淘汰、太陽(yáng)能PV設(shè)備的所有者會(huì)將電池作為一種自行消耗更多電力的手段，轉(zhuǎn)移負(fù)荷以避免峰值電荷、和/或在需要時(shí)為公共事業(yè)公司或聚合商的電池充電或放電來(lái)提供電網(wǎng)穩(wěn)定服務(wù)。例如，2017年，夏威夷檀香山的住宅儲(chǔ)存證增長(zhǎng)了1700%，即18倍。出現(xiàn)這一激增的部分原因是，國(guó)家在2015年取消了凈電量結(jié)算政策，并限制了參與隨后的將電力送回電網(wǎng)的激勵(lì)計(jì)劃。
7、自給自足的愿望
上文對(duì)幾個(gè)驅(qū)動(dòng)因素作出了詳細(xì)的描述，而實(shí)際上住宅和C&I消費(fèi)者對(duì)能源自給自足的渴望日益高漲，這成為一股驚人的推動(dòng)電表后端儲(chǔ)能部署的力量。這種愿景在某種程度上助長(zhǎng)了我們所考察的幾乎所有國(guó)家的電表后端市場(chǎng)，這表明購(gòu)買(mǎi)儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)機(jī)并非純粹只是金融方面。
如前所述，F(xiàn)IT的淘汰可能是某些家庭安裝儲(chǔ)能電池的契機(jī)，這些家庭中有大約一半是對(duì)現(xiàn)有太陽(yáng)能PV裝置的改造或作為該裝置的附加組件。另外一半則采用全新的太陽(yáng)能+儲(chǔ)能系統(tǒng)，這一部分則可能與淘汰FIT沒(méi)有太大關(guān)聯(lián)。
由于大型住宅電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的售價(jià)仍在8,000—10,000澳元（6,300—8,000美元）之間，所以對(duì)于這一部分家庭來(lái)說(shuō)，最有可能的動(dòng)機(jī)就是對(duì)自給自足的向往以及作為一名早期體驗(yàn)者的自豪感，而非快速回報(bào)和投資回報(bào)。盡管電池儲(chǔ)能系統(tǒng)必須具有成本競(jìng)爭(zhēng)力，但根據(jù)它們?cè)诎拇罄麃喌氖軞g迎程度以及我們?cè)趧e處的研究結(jié)果表明，電池儲(chǔ)能無(wú)需犧牲價(jià)格，它不一定非要比從任一電力公司購(gòu)買(mǎi)的電力和服務(wù)便宜得多，才能換取其自身的市場(chǎng)增長(zhǎng)。
8、國(guó)家政策
對(duì)于電池儲(chǔ)能供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，國(guó)家所出臺(tái)的促進(jìn)各種戰(zhàn)略目標(biāo)的政策為他們提供了更多機(jī)會(huì)。許多國(guó)家認(rèn)為，可再生能源加儲(chǔ)能是一種全新的方式，可以幫助他們減少對(duì)能源進(jìn)口的依賴(lài)、填補(bǔ)其多能源發(fā)電的空白、提高其系統(tǒng)的可靠性和復(fù)原力、朝著環(huán)保目標(biāo)和去碳化目標(biāo)邁進(jìn)。意大利和日本等一些國(guó)家正在積極地鼓勵(lì)能源儲(chǔ)能并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)貼，并將此作為大范圍改組工作的一部分，旨在確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠性，并減少其對(duì)國(guó)際能源公司和外國(guó)進(jìn)口的依賴(lài)。
儲(chǔ)能的發(fā)展也可能受益于與發(fā)展中國(guó)家城市化和生活質(zhì)量目標(biāo)相關(guān)的廣泛政策授權(quán)。例如，印度的智能城市倡議利用競(jìng)爭(zhēng)挑戰(zhàn)模式，以支撐在全國(guó)100個(gè)城市部署智能技術(shù)。這些部署的目標(biāo)是確保充足的電力供應(yīng)、實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性、高效移動(dòng)性和公共交通。
電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源和電池儲(chǔ)能對(duì)于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要—印度政府所發(fā)聲明可以證明這一點(diǎn)，其計(jì)劃從2030年開(kāi)始只銷(xiāo)售電動(dòng)汽車(chē)。此外，印度政府的目標(biāo)是到2022年為止，將太陽(yáng)能發(fā)電能力從2016年的10吉瓦提高到100吉瓦。印度最近推出了首個(gè)用于峰值負(fù)荷管理的電網(wǎng)規(guī)模的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，這表明了儲(chǔ)能市場(chǎng)的潛在繁榮。而印度所尋求的激進(jìn)的政策目標(biāo)，在很大程度上取決于開(kāi)發(fā)一個(gè)清潔、可靠的電力系統(tǒng)。
