规模化民用储能市场英

扩大住宅储能市场 2023年11月 扩大住宅储能市场 2023年11月 Contents Section1.执行摘要1 Section2.为什么要建造住宅电池？3 Section3.历史和背景6 3.1市场概况6 3.2.Drivers7 3.3.Batterychemistry10 Section4.住宅储能产品12 4.1.产品概述12 4.2.Consumerpreferences13 Section5.竞争格局18 5.1.公司概况18 5.2.主要趋势18 Section6.案例研究21 6.1.意大利威尼托-房主寻求节省账单21 6.2.Landford,UK-太阳能自供爱好者22 6.3.Challengesandtakeaways24 Section7.奖励电力系统灵活性服务25 7.1.住宅电池如何提供灵活性25 7.2.为房主提供灵活性的价值30 关于我们36 Section1.执行摘要 住宅电池储能市场正在快速增长，许多政府为消费者采用电池提供补贴，以加速将大量太阳能顺利整合到电网中。然而 ，关于产品的选择，将提供存储容量的行业结构以及允许住宅电池所有者获取他们提供的电网灵活性的部分价值的政策和商业模式，仍然存在几个问题。本报告研究了2023年底的行业状况。 93GW/ 196GWh 2030年累计住宅储能容量 78% 在德国安装电池的新家用太阳能系统 6.2x 2030年住宅储能市场累积规模 •电池存储是能源转型的重要推动因素，而住宅电池是其中的主要部分（图1）。在德国和意大利，超过70％的新家用太阳能系统都装有电池，以将白天产生的太阳能的使用转移到晚上（图2）。鼓励客户吸收还将有助于缓解白天和黑夜之间电力需求的主要波动，并支持正在变得拥挤的本地电网。 •客户对产品选择有不同但通常是重叠的担忧，这取决于它们主要是由弹性问题，增加太阳能自我消耗或减少账单的愿望所驱动。总体而言，他们主要关注的是确保电池容量合适，并能够准确跟踪系统的运行方式。 •安装程序一般消费者不知道如何评估电池安全和质量等其他重要功能,严重依赖安装人员的指导。 •产品现在市场上的磷酸铁锂（LFP）电池比以前占主导地位的镍锰钴（NMC）电池更安全，更便宜。对于安装人员和住宅存储提供商来说，在每个市场提供有针对性的产品变得越来越重要。 图1：BNEF累计住宅储能预测图2：2023年住宅电池与太阳能的连接率，选定市场 GW 100 80Others Germany 意大利 %依恋率 60Japan 澳大利亚 40 意大利 20美国 欧洲平均水平 澳大利亚 US 0Germany 2020202220242026202820300%20%40%60%80%100% 资料来源：BloombergNEF。注：基于BNEF2023年下半年储能市场展望（网络终端）。 资料来源：BloombergNEF，SolarPowerEurope，LBL，Otovo， Sunwiz。注：欧洲=包括意大利，德国在内的欧盟平均水平。 •价值链正在不断发展，因为将硬件组件和软件集成到客户的最终产品中的住宅储能提供商面临着激烈的竞争。这些公司越来越关注其在价值链下游领域的竞争优势，如聚合和能源贸易，同时与成熟的零部件制造商合作，这些制造商可以以合理的成本和规模制造零部件，但不能在新市场上有效地提供下游服务。 •挑战电池的进一步使用包括没有补贴的经济性差，以及在许多新电池市场中缺乏经验的安装行业。消费者可能会因为漫长的等待时间、缺乏关于系统实际性能的良好数据以及其他负面经验而推迟。这些问题中的一些将随着时间和行业的成熟而得到解决。 •机会可以通过改进奖励电池所有者服务的商业模式来加速电池的使用，以及它们对整个电网系统的有用性。其中包括更复杂的使用时间电价和虚拟发电厂商业模式，这些商业模式使聚合的住宅电池参与灵活性市场。新兴的本地灵活性市场看起来是一个合适的机会，因为它们旨在奖励特定地点的小型分布式能源资源。 Section2.为什么要建造住宅电池？ 电力存储是几乎任何合理的零温室气体排放途径的关键组成部分。BloombergNEF建立了一条道路，利用太阳能、风能和备用电池，到2050年使世界实现净零排放（图3）。这需要到2030年全球安装722GW的电池，高于2022年底的36GW，到2050年需要2.8TW的电池。（见《布鲁姆伯格NEF新能源展望2022》（网络终端）。 图3：BloombergNEF的净零方案中的累积装机容量 GW45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 2000 2010 2020 2030 2040 2050 0 电池储能抽水水电其他海上风力陆上风力 小型光伏发电规模光伏地热能生物能源 小型模块化核氢油 带CCS气体峰值器的气体峰值器 CCGT与CCSCCGT 煤与CCS 来源：BloombergNEF。注：CCS是碳捕获和储存。CCGT是联合循环燃气轮机。 预计住宅电池将成为将电力需求转移到高可再生发电时隙所需的存储容量的主要贡献者。 当客户使用住宅电池来增加太阳能自耗时，它们也有助于降低整体电价波动 在家庭层面，电池在白天过量产生太阳能时充电，而在通常需求较高时放电。这些充电和放电模式使希望增加太阳能自我消耗的客户受益。假设消费者按时使用关税，他们还可以降低消费者账单。 这些充电和放电模式的好处转化为电力市场，使总负荷或在高太阳穿透时出现的“鸭子曲线”变得平坦（图4）。这种“鸭子曲线”的例子已经存在于许多市场，例如美国的夏威夷和加利福尼亚，南澳大利亚，甚至在荷兰或西班牙的晴天。 图4：高太阳渗透率下电力市场出现的“鸭子曲线” GW净负荷或太阳能发电100 90 80 电气负荷 70减去太阳 60(相关性很强 50带电力价格)4030 20 10 0 高太阳能发电量意味着低净负荷，低电力价格。 充电的机会。“鸭子的肚子” 。 太阳能发电 太阳下山，烹饪和空调需求可以保持 高，电价上涨。放电的机会 o“鸭子的头”。 00:0002:0004:0006:0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:0000:00 一天中的一小时 来源：BloombergNEF 住宅电池对本地电网也有一些重要的好处，有助于解决分布式能源资源如住宅太阳能和电动汽车(EV)的快速增长带来的挑战。 住宅电池还可以减少由于屋顶太阳能和电动汽车的使用而对配电网造成的压力 数千甚至数百万个住宅太阳能系统和电动汽车充电器将连接到电网，这些电网不是为了支持高瞬时负载而建造的，例如电动汽车充电或住宅太阳能系统将电力送回电网时反向流动的电力。例如，在夏威夷，超过一半的变电站发生反向电力流动（图5）。 随着这些本地电网变得拥塞和紧张，电网运营商需要找到新的方法来管理电压和热问题或升级电网以避免未来的问题。电网运营商在电网上进行大量投资的一种选择是使用灵活的分布式能源，如住宅电池，尽管补偿业主提供灵活性的结构 图5：夏威夷电力光伏渗透率占白天最小负荷的百分比 分配馈线的百分比 夏威夷电气 PV渗透率>DML的250% 夏威夷电灯 250%>=PV渗透率>100% MauiElectricPV渗透率<=100%DML 050100 资料来源：夏威夷电气。注：DML=白天最小负荷。 在未来，灵活的分布式能源在支持电网方面发挥更积极的作用，住宅电池可能比其他灵活的分布式能源更具优势 电动汽车、智能热泵和并网恒温器等资源。如果电网在关键时刻需要这样的改变，住宅电池不需要消费者主动改变他们的行为并调整家中的舒适度。电池可以被编程为自动响应和放电，而家庭中其他分布式能源的变化可能会导致家庭温度或旅行模式的微小变化，或对个人时间表的调整。 关于如何支持住宅电池使用的政策决定，除了对个人客户的好处外，还应考虑这些对更广泛的电力系统的好处（图6）。即使今天的住宅电池可能无法为个人提供明确的经济利益，它们也应该是长期规划的重要组成部分，并且可以在脱碳中发挥关键作用。 图6：住宅电池的好处 Generation 变速器 Distribution 能源零售商 住宅 support)可靠性 电网服务,电压 系统和网络支持服务(例如，容量、能源、 复原力 降低账单 成本的确定性和稳定性 提高客户参与度和保 留率 减少网络使用和分销投资 延迟* 减少变速器使用和投资延 期* Generation 偏移 e 避免土地利用 减少排放（可持续性） 来源：BloombergNEF。注：*传输和分配投资延期是针对特定位置的。盒子的大小与收益的大小无关。该图没有说明电池的成本，例如电网出口可能会产生网络承担的成本-其中一些可能嵌入到出口规则和关税的设计中。 Section3.历史和背景 BloombergNEF预计,到2023年底,这五个市场将占到全球累计安装的住宅储能容量的88%左右。 如今，其他市场的增长受到经济可行性的限制。未来五年的增长将受到经济和政策的推动：电池成本将下降，各国将支持使用电池来管理屋顶太阳能和电动汽车的增长。 3.1.市场概况 BloombergNEF预计到2023年底，全球累计安装的住宅电池容量将超过15GW/34GWh（图7）。领先的市场将是德国，意大利，日本，美国和澳大利亚，占到2023年底累计安装的住宅电池容量的88％，预计在2023年将有类似的新安装份额（图8）。 主要市场的增长是由补贴和授权等支持政策推动的。消费者对增加太阳能自耗和备用电力的兴趣不断增加也发挥了作用 ，但对于大多数消费者来说，如果没有某种形式的支持，电池仍然过于昂贵。因此，由于相对缺乏支持性框架，到 2023年底，所有其他市场的累计住宅电池容量将低于1.2GW/2GWh。 随着电池成本的下降以及政府逐步取消诸如上网电价和净计量之类的政策机制，其他市场的需求将随着时间的推移而上升，这些机制会向消费者支付过多的太阳能发电费用。当逐步取消此类政策时，消费者会更倾向于安装电池，以确保他们最大限度地利用太阳能发电。 图7：按地区划分的累计住宅电池添加量图8：按地区划分的住宅电池年容量 GWh 20192020202120222023 35 30 25Others 20澳大利亚 意大利 15 Japan 10US 5Germany 0 GWh 14 1210 8 6 2023 42 2022 2021 2020 0 Others澳大利亚日本美国意大利Germany 2019 来源：BloombergNEF来源：BloombergNEF 3.2.驱动程序 主要市场的住宅电池使用开始主要是由于电池存储补贴。推动某些市场吸收的其他关键因素是光伏出口框架的逐步淘汰，这降低了出口过量太阳能发电的动机，以及客户对备用电力的兴趣。表1概述了支持最大市场中住宅电池需求的主要政策决定。 表1：各主要地区住宅电池储能驱动因素比较国家地区储能补贴计划光伏出口关税 Germany国家一级 KfW赠款于2013年引入，涵盖了引入时资本支出的30%，逐渐减少 上网电价，2023年每年降至0.0480欧元/千瓦时 意大利 国家一级 自2020年以来的超级红利退税，覆盖了资本支出的110%，直到2023年缩减自2018年起退税，占资本支出的50% 从2024年起逐步取消净计费（从光伏<500kW的出口按批发电价补偿，可从所消耗电力的零售价值中扣除）* 伦巴第 自2016年起退税，占资本支出的50% 威尼托 2019年以来退税，占资本支出的50% US 夏威夷 夏威夷电池奖金，包括850美元/千瓦的资本支2015年结束净计量出 加利福尼亚州德州N/A 自发电激励计划回扣，2023年价值150美元/千净计量支付，2022年12月通过NEM3.0减少瓦时至1,0