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研究机构认为到2023年全球储能行业制造业投资总额将达1500亿美元
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作者:兰钧新能源
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发布时间: 2020-11-17
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随着意识到储能系统改善可再生能源项目的经济和环境效益，越来越多的能源开发商和公用事业公司将储能系统纳入发电计划。
随着意识到储能系统改善可再生能源项目的经济和环境效益，越来越多的能源开发商和公用事业公司将储能系统纳入发电计划。
如今，太阳能发电和风力发电开发商已经意识到将储能技术纳入其项目计划所能带来的经济效益。储能系统也已经成为微电网配置的主要组成部分。随着对储能行业的投资变得越来越有吸引力，技术的持续进步预示着储能市场将不断增长。
分析人士表示，全球每年需要支出3740亿美元来升级电网基础设施，使其具有足够的灵活性，以解决太阳能和风能等可再生能源的间歇性发电问题。落基山研究所（Rocky Mountain Institute）在最近发布的一份调查报告中指出，投资储能系统具有巨大潜力。该机构分析师表示：“根据预计，到2023年，全球储能行业制造业投资总额约为1500亿美元。而到2023年的电池制造的成本与2018年相比将下降一半以上。”
尽管抽水蓄能这一储能技术已经存在了很长时间，但其他储能技术却是相对较新的技术，能源行业和发电行业厂商仍在了解储能系统带来的好处和挑战。金融机构和其他领域投资者也正在努力了解储能系统对电力部门的意义，特别是因为储能项目具有基于发电来源、地理位置和区域市场的独特特征。
Fluence公司为在爱尔兰运营的Kilathmoy风力发电场配套部署的电池储能系统，以存储来自风力发电设施的多余能量，并在电力分配中提供灵活性
储能开发商Fluence公司市场应用总监Ray Hohenstein表示，“储能系统是一种独特的电力资产，它既可以释放电力也可以存储电力，可以根据需要充当发电资产或储能资产。这种灵活性使它可以在电网中扮演多种角色，其中包括调节电网频率、满足关键的峰值电力需求，以及超快速的黑启动能力，并帮助发电和输配电（T＆D）等其他电力资产更有效地运行。所有这些应用都降低了成本和碳排放。”
Ameresco公司电池储能副总裁Jacqueline DeRosa在接受采访时说：“从历史上来看，储能仍然是一个全新的概念，而到现在还没真正实现货币化。”
DeRosa以马萨诸塞州推出的“充电状态储能计划”（ESI）为例，该计划旨在解决这一问题。该计划将先进储能技术纳入马萨诸塞州能源组合的潜在好处。ESI计划旨在通过采取多管齐下的方法建立储能市场结构，建立战略合作伙伴关系，并在电力批发系统、公用事业配电系统和客户侧规模上支持储能项目，从而获得更大的效益。
DeRosa说，“该计划研究了储能系统的不同用例以及为纳税人提供的价值。例如储能系统可以用来替代每年可能只会启动几次的天然气峰值发电设施。储能系统可以提供许多服务，可以跟踪负载并提供峰值功率，并且减少碳排放。可以使用储能系统来执行电厂所做的相同操作。而在每个单独的用例中，都具有成本效益。”
为公用事业公司带来更好的经济效益
Hohenstein说：“公用事业公司发现，对于许多电网需求来说，储能系统比传统发电或输配电资产更具成本效益。在可再生能源普及率很高、峰值需求仅限于每天几个小时的公用事业公司的服务领域，采用储能系统与运营新的天然气发电设施相比更具成本效益。而与其他类型的发电设施相比，储能系统的商业案例应用更加广泛。公用事业公司发现，储能系统可以更快、更精确地解决电力需求，并改善资本配置，以及实现电网现代化。”
麻省理工学院和普林斯顿大学的研究人员在最近发布的一份报告中指出了储能系统带来价值的几个应用场景，其中包括为电力系统运营商提供备用电源，避免或减少燃料成本，以及消除因循环使用天然气而产生的损耗。将储能系统部署在电力线路的沿线位置也可以提高输电可靠性和恢复能力。
电网管理解决方案提供商SparkMeter公司的首席执行官兼联合创始人Dan Schnitzer表示：“公用事业公司可以通过将分布式储能系统作为非线缆替代品来替代或升级变压器或配电线路，从而减少资本支出。还可以通过在非峰值期间为电池充电，并在峰值电力需求期间放电，从而减少峰值批发能源成本的风险。”
Fluence公司推出其采用第六代技术的面向商业和工业客户的Edgestack电池储能系统
Schnitzer指出了储能系统对工业和商业（C＆I）企业的重要性。他说，“对于工业和商业（C＆I）用户来说，最高的能源成本是同时出现的峰值需求费用。当大型用户的峰值需求与电力系统峰值需求同时发生时，其产生的电力费用将以极高的速率产生。拥有现场储能系统可以减少此类费用的负担。”
Hohenstein为此举例说，“电池储能系统可以通过在非峰值期间充电和在电力需求峰值期间放电来满足客户用电需求，工业和商业（C＆I）客户可以将其需求费用减少25%～50%，这将使总电费减少10％～30％。”
电池储能系统的大规模应用
电池储能系统得以广泛和大规模应用将受到公用事业公司的推动，例如南加州爱迪生公司和太平洋天然气与电力公司（Pacific Gas&Electric）目前部署了一些全球规模最大的电池储能项目。
Schnitzer说：“在公用事业公司能够大规模部署包括分布式储能资产在内的分布式能源（DER）之前，他们需要更详细地了解其现有电网的性能。目前，公用事业公司对其电网的‘二次侧’或低压侧（为大多数客户服务的电网）的可见性很低。”
DeRosa指出，公用事业公司需要确定储能系统所提供的辅助服务。她说：“电网很多时候不会提供这些服务，因为许多服务的价值可能与其提供单一服务不符。例如，公用事业公司可以升级或建造新的发电厂以提供更多的发电量。但是现在可以采用储能系统，如果可以参与批发市场，则可以为电网提供帮助。有些市场的设计并不适合储能系统。如果公用事业公司希望推迟电网基础设施升级和改造，可以部署电池储能系统，并将其用于提供其他服务。”
很多公用事业公司将储能系统列为他们未来资源计划的一部分。调研机构Wood Mackenzie公司今年早些时候发布的一份综合资源计划的研究报告表明，预计美国到2030年将部署装机容量为6.3GW的电池储能系统。
DeRosa说：“对于储能系统来说，需要不断发展的市场设计，以便使储能系统的不同用途发挥作用。”
Schnitzer指出，这一演变过程包括采用一些工具，可以帮助公用事业公司更好地分析储能系统和其他分布式能源（DER）的价值。他说：“SparkMeter公司正在为智能电表数据分析搭建一个平台，该平台可以显示电力系统二级资产（如变压器和线路）的实时和历史性能，以便公用事业公司能够精确了解储能系统的规模、位置和成本。”
技术与投资
Group14 Technologies公司首席执行官Rick Luebbe表示，储能技术的改进（特别是电池的改进）应该会给储能市场带来更多的投资。该公司最近获得了美国能源部396万美元的资助，用于开发先进电池技术的项目。
Luebbe说，“如今电池储能行业的竞争很激烈，能够以最低成本提供更高能量密度的电池的厂商往往是获胜者。为了彻底变革储能市场，我们需要用诸如硅碳之类的新颖方法取代现有的锂离子电池技术，从而创造出出色的更高充放电效率和更长使用寿命的电池，因此需要致力于开发可以克服传统锂离子电池能量密度限制的电池产品。”
Luebbe指出，Group14公司开发了SCC55电池。该产品采用硅碳复合阳极材料，其能量密度是锂离子电池的5倍，在成本、可扩展性和性能方面都超越了锂离子电池技术。这种新技术提供更好的性能，而又不增加产品任何方面的成本。这意味着改进的电池技术从根本上降低成本，并且不能提高电池储储系统其他方面的成本。
Luebbe说，“Group14公司改进的阳极技术是目前阳极材料的一种替代产品。不需要更改产品设计或制造过程的任何其他元素。最重要的是，电池生产技术的灵活性使我们能够在电动汽车、消费电子产品、医疗设备和航空航天等众多市场中提供针对特定应用的性能。这种价值的简单性是快速采用电池产品的关键。”
如今，太阳能发电和风力发电开发商已经意识到将储能技术纳入其项目计划所能带来的经济效益。储能系统也已经成为微电网配置的主要组成部分。随着对储能行业的投资变得越来越有吸引力，技术的持续进步预示着储能市场将不断增长。
分析人士表示，全球每年需要支出3740亿美元来升级电网基础设施，使其具有足够的灵活性，以解决太阳能和风能等可再生能源的间歇性发电问题。落基山研究所（Rocky Mountain Institute）在最近发布的一份调查报告中指出，投资储能系统具有巨大潜力。该机构分析师表示：“根据预计，到2023年，全球储能行业制造业投资总额约为1500亿美元。而到2023年的电池制造的成本与2018年相比将下降一半以上。”
尽管抽水蓄能这一储能技术已经存在了很长时间，但其他储能技术却是相对较新的技术，能源行业和发电行业厂商仍在了解储能系统带来的好处和挑战。金融机构和其他领域投资者也正在努力了解储能系统对电力部门的意义，特别是因为储能项目具有基于发电来源、地理位置和区域市场的独特特征。
Fluence公司为在爱尔兰运营的Kilathmoy风力发电场配套部署的电池储能系统，以存储来自风力发电设施的多余能量，并在电力分配中提供灵活性
储能开发商Fluence公司市场应用总监Ray Hohenstein表示，“储能系统是一种独特的电力资产，它既可以释放电力也可以存储电力，可以根据需要充当发电资产或储能资产。这种灵活性使它可以在电网中扮演多种角色，其中包括调节电网频率、满足关键的峰值电力需求，以及超快速的黑启动能力，并帮助发电和输配电（T＆D）等其他电力资产更有效地运行。所有这些应用都降低了成本和碳排放。”
Ameresco公司电池储能副总裁Jacqueline DeRosa在接受采访时说：“从历史上来看，储能仍然是一个全新的概念，而到现在还没真正实现货币化。”
DeRosa以马萨诸塞州推出的“充电状态储能计划”（ESI）为例，该计划旨在解决这一问题。该计划将先进储能技术纳入马萨诸塞州能源组合的潜在好处。ESI计划旨在通过采取多管齐下的方法建立储能市场结构，建立战略合作伙伴关系，并在电力批发系统、公用事业配电系统和客户侧规模上支持储能项目，从而获得更大的效益。
DeRosa说，“该计划研究了储能系统的不同用例以及为纳税人提供的价值。例如储能系统可以用来替代每年可能只会启动几次的天然气峰值发电设施。储能系统可以提供许多服务，可以跟踪负载并提供峰值功率，并且减少碳排放。可以使用储能系统来执行电厂所做的相同操作。而在每个单独的用例中，都具有成本效益。”
为公用事业公司带来更好的经济效益
Hohenstein说：“公用事业公司发现，对于许多电网需求来说，储能系统比传统发电或输配电资产更具成本效益。在可再生能源普及率很高、峰值需求仅限于每天几个小时的公用事业公司的服务领域，采用储能系统与运营新的天然气发电设施相比更具成本效益。而与其他类型的发电设施相比，储能系统的商业案例应用更加广泛。公用事业公司发现，储能系统可以更快、更精确地解决电力需求，并改善资本配置，以及实现电网现代化。”
麻省理工学院和普林斯顿大学的研究人员在最近发布的一份报告中指出了储能系统带来价值的几个应用场景，其中包括为电力系统运营商提供备用电源，避免或减少燃料成本，以及消除因循环使用天然气而产生的损耗。将储能系统部署在电力线路的沿线位置也可以提高输电可靠性和恢复能力。
电网管理解决方案提供商SparkMeter公司的首席执行官兼联合创始人Dan Schnitzer表示：“公用事业公司可以通过将分布式储能系统作为非线缆替代品来替代或升级变压器或配电线路，从而减少资本支出。还可以通过在非峰值期间为电池充电，并在峰值电力需求期间放电，从而减少峰值批发能源成本的风险。”
Fluence公司推出其采用第六代技术的面向商业和工业客户的Edgestack电池储能系统
Schnitzer指出了储能系统对工业和商业（C＆I）企业的重要性。他说，“对于工业和商业（C＆I）用户来说，最高的能源成本是同时出现的峰值需求费用。当大型用户的峰值需求与电力系统峰值需求同时发生时，其产生的电力费用将以极高的速率产生。拥有现场储能系统可以减少此类费用的负担。”
Hohenstein为此举例说，“电池储能系统可以通过在非峰值期间充电和在电力需求峰值期间放电来满足客户用电需求，工业和商业（C＆I）客户可以将其需求费用减少25%～50%，这将使总电费减少10％～30％。”
电池储能系统的大规模应用
电池储能系统得以广泛和大规模应用将受到公用事业公司的推动，例如南加州爱迪生公司和太平洋天然气与电力公司（Pacific Gas&Electric）目前部署了一些全球规模最大的电池储能项目。
Schnitzer说：“在公用事业公司能够大规模部署包括分布式储能资产在内的分布式能源（DER）之前，他们需要更详细地了解其现有电网的性能。目前，公用事业公司对其电网的‘二次侧’或低压侧（为大多数客户服务的电网）的可见性很低。”
DeRosa指出，公用事业公司需要确定储能系统所提供的辅助服务。她说：“电网很多时候不会提供这些服务，因为许多服务的价值可能与其提供单一服务不符。例如，公用事业公司可以升级或建造新的发电厂以提供更多的发电量。但是现在可以采用储能系统，如果可以参与批发市场，则可以为电网提供帮助。有些市场的设计并不适合储能系统。如果公用事业公司希望推迟电网基础设施升级和改造，可以部署电池储能系统，并将其用于提供其他服务。”
很多公用事业公司将储能系统列为他们未来资源计划的一部分。调研机构Wood Mackenzie公司今年早些时候发布的一份综合资源计划的研究报告表明，预计美国到2030年将部署装机容量为6.3GW的电池储能系统。
DeRosa说：“对于储能系统来说，需要不断发展的市场设计，以便使储能系统的不同用途发挥作用。”
Schnitzer指出，这一演变过程包括采用一些工具，可以帮助公用事业公司更好地分析储能系统和其他分布式能源（DER）的价值。他说：“SparkMeter公司正在为智能电表数据分析搭建一个平台，该平台可以显示电力系统二级资产（如变压器和线路）的实时和历史性能，以便公用事业公司能够精确了解储能系统的规模、位置和成本。”
技术与投资
Group14 Technologies公司首席执行官Rick Luebbe表示，储能技术的改进（特别是电池的改进）应该会给储能市场带来更多的投资。该公司最近获得了美国能源部396万美元的资助，用于开发先进电池技术的项目。
Luebbe说，“如今电池储能行业的竞争很激烈，能够以最低成本提供更高能量密度的电池的厂商往往是获胜者。为了彻底变革储能市场，我们需要用诸如硅碳之类的新颖方法取代现有的锂离子电池技术，从而创造出出色的更高充放电效率和更长使用寿命的电池，因此需要致力于开发可以克服传统锂离子电池能量密度限制的电池产品。”
Luebbe指出，Group14公司开发了SCC55电池。该产品采用硅碳复合阳极材料，其能量密度是锂离子电池的5倍，在成本、可扩展性和性能方面都超越了锂离子电池技术。这种新技术提供更好的性能，而又不增加产品任何方面的成本。这意味着改进的电池技术从根本上降低成本，并且不能提高电池储储系统其他方面的成本。
Luebbe说，“Group14公司改进的阳极技术是目前阳极材料的一种替代产品。不需要更改产品设计或制造过程的任何其他元素。最重要的是，电池生产技术的灵活性使我们能够在电动汽车、消费电子产品、医疗设备和航空航天等众多市场中提供针对特定应用的性能。这种价值的简单性是快速采用电池产品的关键。”
