规模化民用储能市场英

2023年11月 扩大住宅储能市场2023年11月 Contents Section 1.Section 2.Section 3. 历史和背景 3.1市场概况63.2. Drivers73.3. Battery chemistry10 住宅储能产品12 Section 4. 4.1.产品概述4.2. Consumer preferences 1213 竞争格局18 Section 5. 5.1.公司概况5.2.主要趋势 1818 案例研究 Section 6. 6.1.意大利威尼托-房主寻求节省账单6.2. Landford, UK -太阳能自供爱好者6.3. Challenges and takeaways 212224 Section 7. 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257.2.为房主提供灵活性的价值30 关于我们 执行摘要 Section1. 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。 •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。 93GW /196GWh2030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 6.2 x 2030年住宅储能市场累积规模 资料来源：BloombergNEF，SolarPower Europe，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2.8 TW的电池。（见《布鲁姆伯格NEF新能源展望2022》（网络终端）。 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。 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。 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）。 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 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 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。 历史和背景 Section3. 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1.2 GW / 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。 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。 Germany 德国是最早的主要住宅电池市场。2013年5月，政府启动了由KfW开发银行管理的补贴计划，为安装了新的或现有的30W以下太阳能系统的储能系统提供赠款。这促使德国成为全球最大的住宅太阳能和电池市场，尽管多年来补贴有所减少，但安装仍保持稳定。2022年，电池与屋顶太阳能的连接率超过75%。1，全球最高比率之一。 十多年来，补贴一直在支持增长，但这些补贴已经慢慢缩减，不再是主要的驱动力。相反，现在市场是由寻求增加现场太阳能自耗的客户推动的，因为他们为避免从电网购买电力节省了超过0.30欧元/千瓦时，而太阳能出口支付的费用低于0.05欧元/千瓦时。 意大利 意大利在2022年成为第二大市场，占2021年和2022年全球新增市场的20％以上。电池对屋顶太阳能的依附率为77％22022年，高于2018年的11％。这是在2020年引入了极其慷慨的“超级奖金”补贴计划之后，该计划涵盖了与所有家庭能源改善相关的110％的成本。 2020年引入后，Uptake蓬勃发展。在2023年初，Superbonus计划缩减规模后，突然收缩。与德国不同，意大利政府迅速撤回了支持计划，没有它，市场就无法维持增长。 意大利的Superbonus计划是对电池的慷慨补贴，但繁荣可能已经结束。 例如,在伦巴第大区,从2016年开始,太阳能电池+蓄电池可享受50%的折扣。 US 美国住宅电池市场非常分散，因为州一级的政策是最大的决定因素，并且可能会有很大差异。 就安装的系统数量而言，加利福尼亚州，佛罗里达州和德克萨斯州是最大的市场，2022年的连接率从9％到12％不等，预计在2023年将大幅上升。这些市场的增长是由对备用电源的需求驱动的，因为极端天气事件导致的电网中断正成为客户的严重关切。 在过去的一年中，尤其是加利福尼亚已成为一个极具吸引力的市场，由于太阳能净计量政策的变化，鼓励消费者将电池与现有的光伏系统配对。加利福尼亚的需求也得到了加利福尼亚自发电激励计划（SGIP）的支持，该计划为住宅电池提供150至1, 000美元/ kWh的补贴。 尽管在安装的系统数量方面是一个较小的市场，但夏威夷在美国的连接率最高。在2022年，约有96％的住宅光伏装置与电池配对，因为公用事业公司仅允许将位于同一地点的系统出口到电网。激励措施 通过夏威夷电池奖金提供有针对性的补贴，让消费者安装电池变得更加强大。 BNEF预计，由于更频繁的停电，屋顶太阳能出口关税下降，引入基于时间的零售关税和晚间高峰，更高的高峰需求费用和需求响应支出，美国的采用率将在未来五年内提高。 Japan 住宅电池部门是日本最大的能源存储部门，由补贴计划推动，该计划可以为新安装提供高达37, 000日元（250美元）/千瓦时。许多拥有太阳能电池板的日本家庭将在2023年至2030年期间结束其最初的10年上网电价合同，因此将获得更少的太阳能出口（如果有的话），这意味着他们有动力增加现有光伏系统的自我消费。 澳大利亚 澳大利亚不断增长的住宅电池市场受到几个州飞涨的电价和补贴以及弹性问题的刺激。2022年，全国电池对新光伏装置的附着率从2021年的8%左右跃升至近15%。与欧洲市场相比，附加率仍然相对较低，因为继续使用上网关税（零售商提供的出口付款）限制了吸收。 尽管大多数澳大利亚太阳能所有者获得了固定的出口付款，但从维多利亚州开始的电力零售商引入随时间变化的费率，有望用于电池。在这种选择下，根据太阳能电力输出到电网的一天中的时间，这些所有者可以获得更高或更低的报酬，这可能会鼓励他们安装电池，使他们能够存储白天产生的多余太阳能，而只能在价格通常较高时的晚上出口。澳大利亚的其他州也可能紧随其后，从南澳大利亚州开始，自2020年以来一直在探索随时间变化的利率。 中国 中国的住宅电池市场一直在努力起飞，因为中国的电费相对较低，对能源供应弹性(低停电率)的担忧有限。 2023年上半年，中国的家庭电费平均低于530元（0.076美元）/千瓦时，相当于美国家庭平均电价的50％和德国家庭电费的15％。由于商业和工业最终用户的交叉补贴，中国的居民电费被人为地保持在较低水平。低廉的价格使客户定位的存储资产在经济上没有吸引力。 对于中国