了解全球储能市场的商业模式和技术

2022年以来，随着欧美国家疫情逐步得到控制，一些国家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，使得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?

储能是先将电能转化为其他形式的能量，储存在储能装置中，需要时再释放出来。在充放电过程中，能量的跨时间传递自然在中间实现和调整。储能装置有很多种方式，可以将电能转化为动能、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. 物理能量存储:
   
   • 抽水蓄能式水力蓄能:适合大规模蓄能，技术成熟，充放速度中等，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:适合大规模储能，慢充慢放，受地理条件限制。适用于可再生能源电力波动的调峰/调频、系统备份和平滑。
   • 飞轮储能:寿命长、无污染、成本高。适用于调峰、调频、调压、不间断供电。
2. 电磁储能:
   
   • 超导储能:快速充放电，需要低温条件下运行，成本高。适用于输配电稳定和抑制振动。
   • 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，存在环保问题。适用于备用电源，全黑启动。
   • 锂电池:能量密度高，寿命长，安全问题仍需不断改进。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，深度放电，易组合，环保，能量密度略低。它适用于备用电源，平滑可再生能源的功率波动。
   • 钠硫电池:需要在高温条件下运行，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:能量密度略低，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。

什么是储能业务模式?

对于电力系统运营商来说，储能可以提供五种方式:
1. 储能业务模式1:能源套利
   价格低的时候买电给自己填满，价格高的时候卖电给自己放电，赚取中间的差价。太阳能发电厂或其他类型的发电厂可以通过建立能源储存系统来出售产生的电力和储存的电力。这种两头赚钱的看似不可思议的商业模式，正好可以在中间为电网做调整。
2. 储能商业模式2:旋转储备
   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，当系统的电力需求上升时，储能系统释放电能。是储能系统的功能转移，即时备份容量，该类储能系统要求容量大，充放电次数少，且不需要快速充放电。
3. 储能业务模式3:频率调节
   为什么需要调频，储能系统可以快速释放其电能并注入电力系统，以防止频率下降，从而使频率恢复到可接受的范围。储能系统可以发挥应急响应功能。
4. 储能业务模式4:电压支持
   储能系统可以对区域电压波动和电压下降做出响应，并快速向系统输出虚功率以提高电压。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，最终甚至导致系统崩溃。因此，储能系统可以为电力系统提供快速输血的功能。
5. 储能商业模式5:黑启动
   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，可以立即启动储能，释放其电量，让小区域的电力逐步恢复，最终使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. 储能商业模式6:资源充足性
   在许多地方发展新的发电厂并不容易。此时，可以使用储能系统的安装来替代新电厂的开发，并且可以避免过度投资，因为有时不一定需要整个新电厂来解决问题。
7. 储能商业模式7:传输拥塞缓解
   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. 储能商业模式8:传输延迟
   设置变电站输电线路等不是那么容易，包括当地抗议或投资金额。安装储能系统可以推迟这些投资。当与储能系统结合使用时，可以适度增加非峰负荷，使峰值负荷低于系统容量极限，从而实现系统延期升级的压力。
9. 储能商业模式9:配送延迟
   由于台电负责任地照顾台湾的用电量，储能在台湾输配电行业的应用尚未见。但是，要想使储能系统的成本效益最大化，还需要法律法规的建立。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利用。
对于电力用户来说，储能可以提供4种方式:
10. 储能业务模式10:分时账单管理
    在电价较低的非用电高峰期买电给自己充电，这样你就可以用自己的电，而不是在用电高峰期从电力公司买电。
11. 储能商业模式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:增加光伏自用
    如果你安装了一个储能系统，你就可以把它储存起来，当你在家的时候使用。
13. 储能业务模式13:备用电源
    对于工业用户，可以在停电时提供备用电源。目前，制约储能系统发展的主要因素仍然是储能系统的高安装成本。单一的商业模式仍然难以支持储能系统的成本回收。是否可以放宽相关法律法规，允许储能系统同时提供多种服务。储能系统的成本效益目标可以更早实现。

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。因为美国政府将于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。这将刺激太阳能光伏+储能电站的建设，进一步带动储能系统的巨大需求。到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年储能装机容量已突破千兆瓦大关。现任政府设定了到2025年装机容量达到30吉瓦的目标。中国未来将成为世界第二大市场。上述中国和美国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，亚太地区的累计装机容量(GW)将领先于其他地区。而美国的储能设施通常具有较长的储能时间，因此以GWh估算的装机容量将位居美洲第一。最终，到2030年，美国、中国和欧洲将占到储能市场的80%。