储能大挑战 ： 储能市场报告

储能大挑战 ： 储能市场报告美国能源部技术报告NREL / TP - 5400 - 78461 DOE / GO - 102020 - 54972020 年 12 月 储能大挑战 2020 年储能市场报告2020 年 12 月1免责声明本报告是作为美国政府一个机构赞助的工作的报告编写的。美国政府或其任何机构或其任何雇员均不对所披露的任何信息，设备，产品或过程的准确性，完整性或有用性作出任何明示或暗示的保证，或承担任何法律责任或责任，或表示其使用不会侵犯私人拥有的权利。本文通过商品名称、商标、制造商或其他方式对任何特定商业产品、过程或服务的引用不一定构成或暗示其得到美国政府或其任何机构的认可、推荐或青睐。本文所表达的作者的观点和意见不一定陈述或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。 储能大挑战 2020 年储能市场报告2020 年 12 月2前言作为美国的一部分S.能源部 （ DOE ） 的能源存储大挑战 （ ESGC ），DOE 打算综合和传播最佳可用的能源存储数据，信息和分析，以为决策提供信息并加速技术采用。ESGC 路线图提供了解决技术开发，商业化，制造，估值和劳动力挑战的选项，以使美国在未来的储能技术方面处于全球领先地位。 1 本报告通过部署的综合介绍，提供了对众多动态储能市场的基线理解 ，投资和制造业数据来自最好的公开来源。本报告涵盖以下储能技术 ： 锂离子电池，铅酸电池，抽水蓄能水电，压缩空气储能，氧化还原液流电池，氢气，建筑热能存储以及部分长期储能技术。ESGC 路线图中列出的以用户为中心的用例为识别本报告中包含的市场提供了信息。反过来，这种市场分析提供了这些用例发挥作用的市场的独立视图。本报告的未来版本可以继续开发市场数据和表征与用例框架的这种一致性。并非所有储能技术和市场都可以在本报告中解决。由于广泛的能源技术，市场利基和数据可用性问题，本市场报告仅包括一组选定的技术。例如，热能存储技术的定义非常广泛，涵盖了广泛的潜在市场，技术准备水平和一次能源。在其他领域，数据匮乏需要对未来的应用和新兴科学有更深入的了解。未来的努力将更新本报告中提供的数据，并将其扩展到包括其他储能技术。这种对储能市场现状的数据驱动评估对于跟踪实现储能大挑战中描述的目标的进展至关重要，并为广泛的利益相关者的决策提供信息。同时，通过编写本报告发现的差距可以指出进一步的数据收集和分析可以使人们对整个市场和技术有更深入的了解的领域。最后 ， 计划 ， 正在进行或完成了许多补充分析 ， 这些分析将更深入地了解本报告中涵盖的特定技术和市场。1 在 https: / / energy. gov / energy - storage - grand - challenge / downloads / energy - storage - grand - challenge - roadmap 查看 ESGC 路线图。 储能大挑战 2020 年储能市场报告2020 年 12 月3Acknowledgments储能大挑战 (ESGC) 是一项由美国管理的跨领域努力S.能源部研究技术投资委员会。能源储存市场报告由技术转让办公室 （ OTT ） 在 Coer Prochasa 和 Marcos Gozales Harsha 的指导下制定，并得到研究技术投资委员会能源储存小组委员会的指导和支持。由能源效率和可再生能源办公室 （ EERE ） 副助理秘书 Alex Fitzsimmos 和电力输送和能源可靠性办公室 （ OE ） 副助理秘书 Michael Pesi 共同主持。能源存储市场报告的开发由玛格丽特 · 曼 （ 国家可再生能源实验室 [NREL] ），苏珊 · 巴比内克 （ 阿贡国家实验室 ） 和 Vicy Ptsche （ NREL ） 领导，并由 Stephe Hedricso （ OTT ），Hgh Ho （ EERE ） 和 Pal Spitse （ EERE ） 。以下 NREL 员工为数据收集提供了支持 ： David Feldma，Specer Gilleo Madelie Gillera，Chad Hter，Michael Peev，Geevieve Sar 和 Dsti Weigl 。如果没有市场报告指导委员会的投入和指导 ， 该报告将是不可能的 ， 该委员会的成员包括 ： 克雷格 · 安德森 （ 科学 ） ， 布里格斯 · 怀特 （ 国家能源技术实验室 ） ， 彼得 · 法吉 （ EERE ） ， 乔 · 克雷斯科 （ EERE ） ， 安德鲁 · 道森 （ EERE ） ， Vinod Siberry （ OE ） ， Karma Sawyer （ EERE ） 和 Eric Miller （ EEREDiaa Baer 、 Steve Boyd 、 Joe Creso 、 Sarah Garma 、 Alejadro Moreo 、 David Peterso 、 Rob Sadoli 、 Avi Shltz 、 Timothy Silverma,Chagwo L Sh 和 EERE 的 Pal Syers ； OTT 的 Katherie Harsayi 和 Rima Oeid ； 科学办公室的 Joh Vetrao ； OE 的 Eric Hsieh ； 化石能源办公室的 Bhima Sastri ； 核能办公室的 Kelly Lefler ； 能源信息管理局高级研究办公室的 Viram Giga 和 Chris Namovicz 储能大挑战 2020 年储能市场报告2020 年 12 月4首字母缩略词ARPA - E 高级研究计划局 - 能源 BNEF 彭博新能源财经CAES 压缩空气储能复合年增长率C & I 商业和工业美国能源部EERE 能源效率和可再生能源办公室 ESGC 能源存储大挑战电动汽车FCEV 燃料电池电动汽车FERC 联邦能源监管委员会IEA 国际能源署IHA 国际水电协会LDES 长持续时间储能LHV 低热值锂离子NREL 国家可再生能源实验室OE 电力输送和能源可靠性办公室OTT 技术转让办公室PSH 抽水蓄能水电光伏光伏ReEDS 区域能源部署系统 RFB 氧化还原液流电池亚洲其他地区世界其他地方SLI 起动、照明和点火STEPS 规定的政策 (IEA)TES 热能储存UPS 不间断电源xEV 电动汽车 (轻型、中型和重型) 储能大挑战 2020 年储能市场报告2020 年 12 月5目录执行摘要 1报告方法和范围 2高级别储能市场概要 6运输部门 7固定市场 7网格相关 8工业 11锂离子电池 12锂离子市场 12锂离子制造 16锂离子电池研发 18铅酸电池 20铅酸市场 20铅酸制造 24抽水蓄能 (PSH) 25PSH 市场 25压缩空气储能 (CAES) 30CAES 市场 30氧化还原液流电池 (RFB) 33RFB 市场 33氢气 37市场 - 氢气 37建筑热能储存 (TES) - 冰 46TES 冰市场 47新兴应用 - 长期储能 (LDES) 50 储能大挑战 2020 年储能市场报告2020 年 12 月6数字列表图 1. 全球储能市场 6图 2. 预计的全球年度运输储能部署 7图 3. 按部门 8 分列的全球年度固定源预测图 4. 按区域分列的全球预测电网相关年度部署情况 (2015 - 2030 年) 9图 5. 按应用分列的全球预测电网相关年度部署情况 (2015 - 2030 年) 9图 6. 按电力地区划分的美国电网相关部署预计累计 （ 2015 - 2022 ） 10图 7. 按应用分列的预计美国电网相关部署累计情况 （ 2015 - 2022 年 ） 10图 8. 按应用 11 划分的预计全球工业储能部署图 9. 历史年度全球锂离子部署 - 所有市场 12图 10. BNEF 预计全球锂离子部署 - 所有市场 13图 11. Avicenne 全球锂离子预测 — — 所有市场 13图 12. IEA STEPS 情景下 xEV 中按车型分类的预计全球锂离子部署 （ EBUS ： 电动巴士 ； LDV ： 轻型车辆 ； MD / HDV ： 中型和重型vehicles) ...............................................................................................................................................14图 13. IEA STEPS 方案 15 按地区划分的 xEV 全球锂离子部署预测图 14. IEA 方案 15 中 xEV 的预计全球年度锂离子部署图 15. 全球锂离子电池制造情况 17图 16. 锂离子电池制造计划 （蓝色) 或在建 (红色) .........................................................................................................17图 17. 全球锂离子组件制造 18图 18. 锂基电动汽车电池的成本和技术趋势 19图 19. 未来电池技术成本降低的潜力 19图 20. 2018 年全球铅酸蓄电池部署情况 （% GWh ） 20图 21. 2018 年各公司铅酸电池销量 21图 22. 全球铅酸电池需求预测 — — 所有市场 21图 23. 根据 BNEF 22 ， 按地区划分的汽车销售预计铅酸产能增加图 24. 按 22 类划分的汽车销售预计铅酸产能增加图 25. 按区域分列的全球累积铅酸固定储存量 23图 26. 按应用分列的全球累积铅酸固定储存量 24图 27. 国内铅酸行业及相关行业 24图 28. 从铅蓄电池行业直接就业的国家 25图 29. 全球累计 PSH 部署 (GW) 26图 30. 全局 PSH 安装 27图 31. 预计每年全球 PSH 安装量 28图 32. 基于 ReEDS 建模的国内 PSH 潜力下限 29图 33. 美国 PSH 部署模型 ReEDS ： 技术改进和融资增加 30图 34. 累计 （ 2011 - 2019 年 ） 全球 CAES 储能部署 31图 35. 累计 （ 2011 - 2019 年 ） 全球 CAES 电源部署 31图 36. 美国 CAES 资源估算 32图 37. CAES 技术的预计可寻址市场 33图 38. 按区域分列的 RFB 全球年度部署情况 34图 39. 按区域划分的 RFB 全球累积部署 34图 40. 最大的钒氧化还原液流电池设施 （ 在建 ） 35图 41. 按应用划分的潜在氧化还原液流电池市场 36图 42. RFB 的国际安装 36 储能大挑战 2020 年储能市场报告2020 年 12 月7图 43. 氢能经济 37图 44. 全球氢消耗量 — — 所有来源 38图 45. 按区域划分的氢消耗量 39图 46. H2储气库 40Figure 47. Major salt deposits 41Figure 48. Salt deposits and caverns in Germany 41图 49. 欧洲盐丘和洞穴 42Figure 50. Estimated global accumulative hydrogen storage deployment by vehicle type 43图 51. 按区域 43 估计的全球累积机载氢储存图 52. 按区域 44 预测的机载氢储存Figure 53. Projected onboard hydrogen storage by vehicle type 44图 54. 按区域 45 分列的现役和计划中的加氢站图 55. 按地区分列的活跃的公共和私人加氢站 46图 56. 典型的热能储存循环 46Figure 57. Thermal ener