了解全球储能市场的商业模式和技术

自2022年以来，随着欧美国家疫情逐步得到控制，一些政府将绿色经济作为疫情后恢复的政策工具，推动可再生能源和电力基础设施的发展，使固定储能市场逆势增长。根据工业技术国际战略发展研究所的数据，到2021年，新安装的数量将增加一倍以上，全球市场规模将达到约78亿美元。

什么是储能技术?

储能就是先将电能转换成其他形式的能量，储存在储能装置中，需要时再释放出来。在充放电过程中，能量跨时间的传递在中间自然实现和调整。储能装置有很多种方式，可以将电能转换成动能、势能和化学能。根据能量转换方式的不同，储能的主要类型分为物理储能、电磁储能和电化学储能。

1. 物理能量储存:
   
   • 抽水蓄能液压蓄能:适用于大规模蓄能，技术成熟，充放电速度中等，受地理条件限制。适用于调峰、日负荷调节、频率控制和系统备份。
   • 压缩空气储能:适用于大规模储能，充电、放电速度慢，受地理条件限制。适用于可再生能源功率波动的调峰调频、系统备份、平滑等。
   • 飞轮储能:寿命长、无污染、成本高。适用于调峰、变频、电压控制及不间断电源。
2. 电磁储能:
   
   • 超导储能:充放电快，操作条件低，成本高。适用于输配电稳定和振动抑制。
   • 超级电容器储能:充放电快，成本高。适用于频率控制和电压控制。
3. 电化学储能:
   
   • 铅酸电池:技术成熟，成本低，寿命短，且存在环保问题。适用于备用电源，全黑启动。
   • 锂电池:高能量密度、寿命、安全性等问题仍需不断改进。适用于可再生能源的频率控制、电压控制、备用电源、平滑功率波动等。
   • 液流电池:寿命长、放电深、易组合、环保、能量密度稍低。它适用于备用电源和平滑可再生能源的功率波动。
   • 钠硫电池:需要在高温条件下工作，安全问题有待改进。适用于可再生能源的频率控制、电压控制、备用电源、平滑功率波动等。
   • 铝电池:能量密度稍低，安全性更高。适用于备用电源、黑启动等对能量密度要求不高的场合。

什么是能源储存，商业模式?

对于电力系统运营商来说，储能可以提供五种方式:
1. 储能商业模式一:能源套利
   价格低的时候买电给自己加油，价格高的时候卖电给自己放电，中间赚差价。太阳能发电厂或其他类型的发电厂可以通过建立储能系统来销售产生的电力和储存的电力。这种看似不可思议的两头赚钱的商业模式，正好可以在中间为电网做调整。
2. 储能业务模式二:旋转储备
   储能系统主要是为了应对系统负荷的意外增加或更换机组跳闸后的电力缺口，在系统电力需求上升时释放电能。储能系统是功能移位、瞬间备份容量大的储能系统，该类型储能系统要求容量大，充放电频率低，且不太需要快速充放电。
3. 储能业务模式三:频率调节
   为什么需要频率调节，储能系统可以迅速释放其电量注入电力系统，防止频率下降，使频率恢复到可接受的范围。储能系统可以起到应急响应的作用。
4. 储能业务模式4:电压支持
   储能系统能够响应区域电压波动和电压下降，并快速向系统输出虚拟功率以提高电压。如果电力系统的电压过低，不仅会增加输配电的损耗，还会影响系统的稳定性，最终甚至造成系统瘫痪。因此，储能系统可以提供电力系统快速输血的功能。
5. 储能商业模式5:黑色启动
   当电力系统遇到不可抗力因素，整个系统瘫痪，发生大停电时，可以立即激活储能，释放其电能，使小范围的电力逐渐恢复，最终，整个电力系统恢复正常供电。
对于输配电公司来说，储能可以提供四种方式:
6. 能源存储商业模式6:资源充足
   在许多地方发展新的发电厂并不是那么容易。这时可以用储能系统的安装来代替新电厂的开发，并且可以避免过度的投资，因为有时候不一定需要一个全新的电厂来解决问题。
7. 储能商业模式7:缓解传输拥塞
   目前台湾没有正常的输电拥塞区，但从资源配置的角度来看，安装储能系统可以缓解偶尔的拥塞问题。
8. 储能业务模式8:传输延迟
   设置变电站输电线路等不是那么容易，包括当地的抗议或投资金额。安装储能系统可能会推迟这些投资。当与储能系统结合使用时，可适度增加非峰值负荷，峰值负荷可低于系统容量限制，从而实现系统延期升级的压力。
9. 能源存储商业模式9:分销延迟
   由于泰电负责照顾台湾的电力消费，储能在台湾输配电行业的应用还未见。但是，要想使储能系统的成本效益最大化，还得看法律法规的建立。客户可以灵活地依赖手头的资源，在不同的时间选择有效的使用。
对于电力用户，储能可以提供4种方法:
10. 储能业务模式10:使用时间账单管理
    在非用电高峰时段，也就是用电价格较低的时候，买电给自己充满电，这样你就可以自己用电，而不用在用电高峰时段从电力公司买电。
11. 能源存储商业模式11:需求费用扣除
    如果你建立一个储能系统，你可以减少合同容量，支付更少的固定费用。
12. 储能商业模式12:增加光伏自消费
    如果你安装了储能系统，你可以把它储存起来，当你在家的时候使用。
13. 储能商业模式13:备用电源
    对于工业用户，可在断电时提供备用电源。目前，限制储能系统发展的主要因素仍然是储能系统安装成本过高。单一的商业模式仍然难以支撑储能系统的成本回收。如果相关法律法规可以放宽，允许储能系统同时提供多项服务。储能系统的性价比目标可以更早实现。

未来储能的三大市场:

2020年，全球电池储能系统累计装机容量为17 GW/34 GWh，预计到2030年将增长到385 GW/1028 GWh。其中，固定储能系统将呈现爆发式增长，吸引投资约2620亿美元。因为美国政府将在2021年底通过《重建更美好未来法案》将可再生能源投资税收抵免(ITC)延长10年。将刺激太阳能光伏+储能电站的建设，进一步带动储能系统的巨大需求。2030年将达到100GW，美国仍将占据市场主导地位。

中国已宣布到2060年实现碳中和，2020年储能装机容量已超过GW门槛。本届政府设定了2025年装机容量为30吉瓦的目标。未来中国将成为世界第二大市场。仅中国和美国就将占全球安装量的一半以上，而其他主要国家市场包括德国、英国、印度、澳大利亚和日本。从区域来看，到2030年，亚太地区累计装机容量将领先其他地区。然而，美国的储能设施通常储能时间较长，因此按GWh估算的装机容量将在美洲排名第一。最终，到2030年，美国、中国和欧洲将共同占储能市场的80%。