能源轉型到儲能革命

 

　　從新能源消納的角度來看，在能源轉型的下一個階段，儲能技術無疑會是未來能源系統(tǒng)的關鍵。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，因為發(fā)電可以根據需求進行調整，不需要太多的儲能容量。隨著更多的可再生能源的并網利用，情況發(fā)生了戲劇性的變化，因為風力渦輪機和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量對于天氣的依賴性較強，加上分布式發(fā)電系統(tǒng)的多元化，各種電力并網的協(xié)調控制也越來越動態(tài)化，要想大力發(fā)展清潔能源，大容量儲能必不可少。除了能夠保障大量可再生能源電力的消納以外，儲能技術還能完美的起到供給側的行業(yè)耦合的作用。所謂行業(yè)耦合，就是通過相關基礎設施和儲能將交通行業(yè)、工業(yè)和建筑行業(yè)的供能整合在一起，以方便各行業(yè)的能源供應，同時減少各行業(yè)的碳排放。下圖列出來儲能的各種應用：

 

　　但由于投資和運營成本的問題，在未來的幾十年里，大規(guī)模的儲能設施只能在一些示范項目中慢慢摸索。但如果換一種思路，把無數(shù)的小型家用儲能設備和電動汽車電池作為儲能設備，是不是也能保證未來的大容量儲能需求呢？此外，可再生能源的份額不斷上升，整個能源系統(tǒng)的趨勢也是從一個高度集中的能源系統(tǒng)向分散、靈活和可再生的分布式能源系統(tǒng)進行轉變，家用儲能設備和電動汽車的分布式儲能恰恰可以提供這種轉換所需的靈活性。這種想法在德國催生了一個獨特、充滿活力儲能行業(yè)，甚至可以說是加速德國能源清潔化的關鍵。

 

　　家用和電動汽車的電池所能做到的僅僅是間歇性的儲能，通過電價或等補貼，或者其他的激勵措施，鼓勵用戶在可再生能源富余的時候，消耗多余的電量。但僅僅是這么一小步，就被稱為了德國能源轉型下的一次壯舉，甚至被稱為“能源消納的圣杯”。根據媒體的報道，德國的現(xiàn)在的可再生能源份額已經超過了三分之一，多數(shù)是得益于各種十分新穎的創(chuàng)新儲能項目，很多時候儲能設施都是由家用電器和電動汽車來代替，每個項目的獨特點都在于那些新穎的創(chuàng)新商業(yè)模式。這種間接性儲能的商業(yè)模式，很有可能顛覆能源領域現(xiàn)有的一些商業(yè)模式。

 

　　特別是最近在電池價格大幅下跌的推動下，德國家用儲能設備的需求劇增，截止到2018年夏末，德國安裝了10萬個家用太陽能電池，電動汽車數(shù)量的更是不斷增加，這兩點意味著，一波更大的電池儲能革命浪潮正向德國襲來。

 

　　戶用儲能系統(tǒng)的爆發(fā)

 

　　鋰電池在電子產品以及在電動汽車中越來越多的應用，使得鋰離子電池價格的大幅下跌。在不到5年的時間里，德國的電池成本下降了一半以上，未來還將繼續(xù)下降。戶用儲能電池的主要作用有：

 

　　光伏儲能：由于光伏發(fā)電的不可控性，其特性曲線是：僅在白天尤其是午間發(fā)電，利用電池將白天發(fā)的電儲存起來。尤其是對于住宅光伏客戶，儲能系統(tǒng)能大大提升自身的光伏發(fā)電量使用效率。PV儲能系統(tǒng)的主要經濟性體現(xiàn)在他們自身的電力消耗比率較低，從而能減少從公共電網獲取的電量。通過添加電池，理論上該比率可以上升到100%，但由于經濟性原因很少能夠真正實現(xiàn)。目前在歐洲，單個光伏系統(tǒng)的自耗率平均為35％，電池價格占整個儲能系統(tǒng)費用的50%以上。

 

　　戶用調峰及需求側響應：另外，戶用儲能電池還可以用于用戶需求側響應，用戶可在電網負荷較小的情況下，利用電池充電；在電網負荷較大的時候，利用電池進行供電，能夠大大降低電網負荷，同時節(jié)約電力成本。能起到這樣作用的電池主要是戶用光伏儲能電池和家用電動汽車電池。根據研究顯示，未來電動汽車電池在該方面的應用前景十分可觀。未來超過70% 的電動汽車電池可用作戶用電池調峰。

 

　　據麥肯錫預測:“到2035年，基于設計的進步、規(guī)模經濟和流程的簡化，儲能系統(tǒng)的總成本將下降50%至70%。”IRENA甚至預計，到2030年，安裝電池的價格將下降50%到66%。

 

　　歐洲經濟研究中心(ZEW)的德國能源行業(yè)專家預計，鑒于市場力量，以及能源轉型在交通和供暖領域的不斷擴張，未來幾年對電力存儲的需求將大幅增加。超過70%的人表示，他們相信電池將是未來10年增長最快的領域，而蓄熱能力的增長潛力排名第二。

 

　　德國的私人家庭對戶用光伏儲能的接受程度也越來越高。目前，大約一半的新住宅太陽能光伏系統(tǒng)都配有儲能電池系統(tǒng)。據亞琛工大的研究顯示，越來越多的家庭表示，電價越來越高，為了削減電力支出，降低對電網的依賴性，更愿意使用光伏儲能系統(tǒng)，目前德國在戶用光伏儲能方面做得最好的兩家企業(yè)是Sonnen和Solarwatt。

 

　　太陽能行業(yè)協(xié)會BSWSolar預計，未來幾年，家用電池將繼續(xù)迅速普及，價格進一步下跌將使經濟形勢向更有利于戶用儲能系統(tǒng)普及的方向轉變，德國最早將在2020年突破20萬個系統(tǒng)的門檻。

 

　　除此之外，因為本世紀初建造的數(shù)十萬個屋頂光伏系統(tǒng)在運行了20年之后，將達到支持費用(即所謂的上網電價)的終點，這些系統(tǒng)將繼續(xù)以接近于零的成本發(fā)電，而從電網獲取的電力每千瓦時的成本約為28歐分。這使得家用電池的普及可能會進一步加速。

 

　　傳統(tǒng)能源企業(yè)面臨挑戰(zhàn)

 

　　德國住宅儲能的迅速普及，一方面加速了可再生能源的消納，另一方面也加速了能源數(shù)字化轉型，這無疑對德國傳統(tǒng)的公用事業(yè)企業(yè)構成了一定的挑戰(zhàn)，許多德國傳統(tǒng)能源企業(yè)因為來不及面對這么迅速的能源轉型和數(shù)字化轉型而陷入了一定的混亂。此外，家用儲能系統(tǒng)的發(fā)展，使得家用光伏能源提供的能源占比大大提高，目前已可以達到70%的戶用電力需求。也就是說，對于那些傳統(tǒng)售電公司來說意味著，每10個客戶里會損失掉7個客戶。

 

　　此外，以后的趨勢是，一些戶用光伏的業(yè)主能夠在虛擬社區(qū)與其他業(yè)主共享他們自己產生的電能，比如我們曾經介紹過的Design Netz的項目。按照那些戶用電池制作商（比如：Sonnen）的愿景，這種商業(yè)模式在以后甚至可以使家庭用戶完全脫離對傳統(tǒng)公用事業(yè)的依賴。Sonnen就是這項技術在德國和海外的知名的倡導者。Sonnen計劃在澳大利亞建設世界上最大的戶用儲能社群網絡，將4萬戶家庭連接在一個“虛擬發(fā)電廠”中。

 

　　據麥肯錫報告，電池的普及，將會導致能源市場洗牌，催生大量的贏家和輸家，和傳統(tǒng)的能源行業(yè)易于壟斷的特質不同，以后的能源系統(tǒng)一定是多元化的，是否能夠占有市場份額的因素，將取決于成本下降的速度。存儲時代的到來，對于Sonnen等這些專門從事分布式能源的公司、科技制造商和金融企業(yè)來說，毫無疑問是一個創(chuàng)造歷史的絕佳機會。而公用事業(yè)公司也必須學會適應未來能源系統(tǒng)的靈活發(fā)展，加強風險管理和應對能力，其中關鍵的一點就是發(fā)展更多的創(chuàng)新商業(yè)模式，目前發(fā)展得比較成熟的一種就是合同能源管理商業(yè)模式，即：能源服務商可以為業(yè)主提供設備管理和交易管理，在保障業(yè)主的收益最大化的情況下，收取一定量的服務費或者按比例提成。

 

　　有一些德國比較大的公用事業(yè)公司，比如EnBW，能夠發(fā)展的商業(yè)模式就更多了。他們自己會向用戶便宜出售或租賃自己的家用光伏+儲能設備，以獲取管理那些設備的權限，這樣就完美的創(chuàng)造了完全屬于自己的能源社區(qū)，占據當?shù)氐哪茉捶帐袌觥?/div>