
2021 年下半年,中国 A 股市场中最火热的两个板块,一是光伏,二是储能。光伏概念指数从下半年开始,最高上涨了70% 左右,现在处于高位调整;储能板块指数从今年 10 月开始大幅上涨了 28% 左右。
这主要是得益于中国双碳减排——碳达峰、碳中和——的“3060”目标的正式提出,刺激了资本市场,也大大推动了光伏、储能等企业的开拓。并且在这一目标推动下,也将是中国光伏、储能相关企业的一次全球化进程,拥有开拓全球市场的机遇。
现在我们可以关注一下光伏储能的商业化应用,文章的最后部分我们再来讨论一下关于户用光伏储能的前景及局限。本文的分享文档来自浙江艾罗网络能源技术股份有限公司。
一、国外用光伏储能的商业化推广应用
根据彭博社的数据,现在的光伏年装机量相比五年前几乎是翻倍的增长,而中国也占到了其中最大的份额。不过这估计已是比较早的数据,实际上乐观情况下 2021 年的光伏装机量据说会超过 200GW 的发电量。
虽然光伏发展迅速,但是光伏产业初级阶段已经结束,第二阶段会转入储能阶段。
现在光伏产业面临的困难有两个:光伏发电存在固有的间歇性和波动性,影响电网的稳定性;欧美市场并网补贴逐渐减少甚至取消补贴。
而储能技术可解决电能供需矛盾,维持电网稳定。根据彭博社预测,2030 年储能电池价格将从 2015 年的 400 美金 /kWh 下降至 62 美元 /kWh。根据伍德麦肯兹预测,未来 15 年澳洲电价将持续上涨,上涨幅度超过 20%。
所以,业内认为,随着电池价格持续下降和电价不断上涨,将带来储能市场的爆发。
对于光伏产业来说,第二轮光伏的增长来自于储能型光伏。根据彭博社的预计,全球储能累计安装量预计 2040 年超过 1000GW。其中安装量预计排名是:中国、美国、印度、德国、拉丁美洲、东南亚。
目前发达市场电池储能的发展现状,主要是美国、欧洲和澳大利亚等市场都有快速增长,预测未来几年甚至会出现十倍速增长。
根据美国能源信息署(EIA)的数据,其公用事业电池储能的电力容量平均成本已从 2015 年的 2152 美元 /kWh 迅速降至 2018 年的 625 美元 /kWh,降低 70%。根据伍德麦肯兹(Wood Mackenize Power) 数据,美国储能市场将出现大幅增长,储能年新增装机规模将由 2018 年的 311MW 增长到 2024 年的 4.8GW。2019 年至 2024 年期间,储能市场年新增装机规模将增长约 10 倍。
欧洲方面,过去十年欧洲储能行业取得了显著增长,从 2010 年公布的 9MW 项目跃升至 2020 年 8 月的 5.7GW 项目。
庞大的光伏发电基础带动了澳大利亚储能产业的发展,彭博新能源财经指出,到 2040 年澳大利亚太阳能电力市场大约可以吸引 3.7 万亿美元的投资,因此也将带动该国储能产业迎来一轮长足的发展。澳大利亚光伏产业协会的资料显示,“太阳能+储能”的运作模式已经逐渐成为澳大利亚开阔地区的供能“新标准”。
“户用光伏储能系统”也就是用于住宅的光伏储能解决方案,适合欧美这样 House 住宅,也算是一种分布式储能解决方案。
这样一套系统的优势在于——
1、靠近终端,降低电能传输成本;
2、解决光伏发电量难以调控的问题;
3、终端用户和电力公司同时受益;
4、投资成本低,收益快;
5、模块化,易于安装调试;
6、安装不受地域限制;

可以看到,这套户用光伏储能系统可以利用 2kW 太阳能电板发电,之后给 1.5kW 的蓄电池充电,也能够给电气设备供电,然后将多余的电量卖给电力公司。
在实际应用中,户用光伏系统在白天能够利用高效的太阳能光伏逆变器将产生的电量供应给家庭用电设备使用,同时将多余电量存储在储能电池中。在傍晚后,利用储能电池继续提供家庭供电,等到夜间电池耗尽,则可以利用夜间低廉的电价再次充满储能电池,实现低廉、环保的绿色用电。如果背景符合满足要求,甚至可以使用太阳能光伏发电给电动汽车充电,从而实现真正的全绿色出行。
同时,电池储能系统也能够解决供电不平衡的问题。
随着电动汽车的普及和发展,用电需求的结构在发生巨大改变,在用电需求高峰期,电力供应可能出现供电不足;在用电需求低谷期又可能会出现供电过剩,电网承受巨大的均衡压力。传统的解决方案需要通过备用电厂来平衡电网的运行 。
目前欧美国家在蓬勃发展 VPP 的系统方案,以电池储能为切入点解决电网不平衡的问题。处于用电节点上的储能系统可以作为“虚拟电厂”,提升电力系统的稳定性,无需过度建设输电系统和配电资产。
这些“虚拟电厂”就像一条额外通道,只要有需要,它们就会出现。它们用于提供所需的额外容量,确保系统的可靠性和冗余度,同时减少不必要的投资。

关于国外储能市场分布和应用领域,根据 CNESA 全球储能项目库的不完全统计,截至 2019 年底,全球已投运储能项目累计装机规模 184.6GW。其中,电化学储能的累计装机规模为 9.5GW;在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为 8.45GW。
2019年,全球新增投运的电化学储能项目主要分布在49个国家和地区,装机规模排名前十位的国家分别是:中国、美国、英国、德国、澳大利亚、日本、阿联酋、加拿大、意大利和约旦,规模合计占2019年全球新增总规模的91.6%。

图:2019年全球电化学储能应用领域
资料来源:CNESA(中国能源研究会储能专委会,中关村储能产业技术联盟)
二、国内用光伏储能的商业化推广应用
在国内,根据CNESA全球储能项目数据库的不完全统计,截止到2019年底,中国已投运的电力储能项目累计装机容量(包含物理储能、电化学储能以及熔融盐储热)达到32.3GW,占全球市场总规模的 17.6%,中国电化学储能发展对世界电化学储能发展影响重大。
目前,储能在中国电力市场主要有4个应用领域: 可再生能源并网、辅助服务、电网侧和用户侧。

对中国储能市场规模预测方面,行业预测到2019年大概投入运营的电化学——也就是以电池组为手段——储能项目累计装机规模约为1900MW,而到了2020年底这一数字会达到2833.7MW,增速达到50%左右。

关于储能领域在未来的发展,业界预测,未来储能的发展将是以储能逆变器厂商为主导来满足市场多元化的需求,随着技术的发展,电池储能系统有望让每家每户都成为智慧能源互联网中的发电和储电的动态调节点,联合电芯厂和组件厂共同创造储能的未来。

在此设想基础上,户用储能系统的供应商将诞生新的商业模式。比如在盈利模式上,销售储能逆变器、储能电池实现盈利;提供储能系统和能源解决方案实现盈利;通过VPP运营实现增值服务收益。
盈利能力方面,以艾罗在英国VPP项目为例,终端消费者能得到包括峰谷价差收益、VPP电力交易收益、VPP调频补贴收益、提高光伏自发自用比例收益等。
编外语:
这篇PPT文档来自于SolaX艾罗公司,这家公司致力于太阳能发电技术研发,并且提供户用光伏储能系统解决方案。所以文档的视角是从艾罗公司的目标市场出发,但真实世界,尤其中国市场,对于户用光伏储能系统的广泛应用还存在比较大的差异。
户用光伏储能,比较大的需求其实是面向欧美及澳大利亚这样的市场,这些国家的生活环境是以独立房屋为主。因此,独立的供电和足够大的房屋、屋顶面积,很适合户用光伏储能的场景。
另一方面,即便是欧美用户,真正使用户用光伏储能系统的目标也并非是为了节约能源使用费用,因为单次安装的成本可能远高于之后使用周期的节省。在欧美市场,户用光伏储能系统的用户,更多是像早期的电动车消费者,目的是为了使用环保、绿色能源,因此自己愿意“补贴”首次安装费。
相反,在国内一二线城市,绝大部分居民本质上居住的都是公寓,没有办法普及户用光伏储能系统。未来户用光伏储能可能更多面向西部地区,但是这些地区的用户往往收入偏低、甚至还保持一定的游牧习惯,无法真正使用户用光伏储能系统。
对于光伏储能企业来说,如何研发出低成本的储能系统是关键所在。甚至于说,中国光伏储能市场的未来或许在于移动出行市场,而并非是固定居所。
当然,在国内双碳目标的大背景下,光伏储能在公共市场、工业市场同样可能拥有巨大的市场空间,包括对为数众多的公共建筑、生产场所进行改造、满足环保运行,同时起到分布式储能的作用。不过这里面的核心在于储能,而不是光伏,光伏更像是一个附加辅助功能。
但是无论如何,户用光伏储能系统的出现和运营逻辑,给现有储能市场提出了全新的想象空间。在移动出行大变革时代,每一项技术的出现,都可能引发下一阶段的技术演进,从而走向更广阔的市场。
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