DQZHAN技術訊：電池儲能：電力行業(yè)的下一個突破性技術
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用設施擴大鋰電池的產(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)平衡等利基市場轉變?yōu)楦鼜V泛的應用，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整變化，將太陽能發(fā)電與儲能相結合，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，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
儲能設備可以在電網(wǎng)中和個人家庭中或商業(yè)設施中部署。它是一種復雜的技術，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、速率結構和應用性質等多項因素所決定。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
廉價的電池儲能設備將對“表后發(fā)電”構成挑戰(zhàn)（表后發(fā)電，即安裝在建筑內部的小規(guī)模發(fā)電設備，例如在民宅和公司建筑內）。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。電力公司的回應則是設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)電設備的熱情，設置需量電費（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，以上收費結構對緩解電網(wǎng)載荷損失的作用將微乎其微。這是因為添加儲能設備，可以讓用戶將太陽能發(fā)的電從出售轉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，但他們仍然可以通過太陽能發(fā)電生產(chǎn)80％至90％的自用能源，并使用儲能技術優(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相結合，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)務模式和監(jiān)管決策。
表前發(fā)電（電廠發(fā)電）
儲能技術也有益于電力公司，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。
電力公司的任務
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。
重新設計補償結構并探索新的機遇
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?，F(xiàn)在所使用的體積或變動率結構是一個歷史**結構，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（特別是轉向固定費用的變化），電力公司需要通過擴展服務和收取新交易費等措施，獲取新的商機，以應對這些新的市場現(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；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，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，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各種電路層面的不確定需求，并降低過度建設和擱置投資的風險。
第三方
對于第三方，即分布式能源（DER）公司，技術制造商和金融機構來說，儲能業(yè)務的增長潛力巨大。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，設計新的發(fā)電和儲能設備組合。盡管儲能*終可以使用戶以更低的價格獲得更高的收益，新的電價結構將更加復雜，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雜的電費結構將使得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)的關鍵，并且可以吸引仍在觀望的客戶。
技術參與者也需要了解如何、在哪一環(huán)操控儲能價值鏈，并隨著技術和用例的快速發(fā)展，提供適應并滿足客戶需求的產(chǎn)品。
融資機構，如銀行和機構投資者，將需要提供適應和匹配客戶投資視野的融資選擇。隨著市場更加信任基礎經(jīng)濟和儲能業(yè)績的增長，融資機構也將開發(fā)符合技術特定需求的金融產(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，結合新的分布式能源替代方案和降低電網(wǎng)系統(tǒng)成本來適應市場；第三方機構是否靈活；監(jiān)管機構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)務的時代已經(jīng)來到。
