宣布放棄核能的德國(guó),計(jì)劃到2020年將可再生能源比重提高到35%,并在2050年提高到80%。
這一政策目標(biāo)為儲(chǔ)能技術(shù)企業(yè)提供了廣闊市場(chǎng)前景,它們紛紛設(shè)立實(shí)驗(yàn)室或示范性項(xiàng)目,一邊累積實(shí)際數(shù)據(jù)以進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備,一邊用軟件模擬效果說服潛在的客戶,從而成為可再生能源的緩沖器。
以Younicos為例,它在柏林Adlershof科學(xué)園的實(shí)驗(yàn)室里,配備了1組1MW/6MWh的納硫電池、1組200kW/200kWh的鋰離子電池、1組兆瓦級(jí)的智能交頻器、 1個(gè)可接入天氣數(shù)據(jù)的能源管理設(shè)備、1臺(tái)1MW的柴油發(fā)電機(jī)、1個(gè)14公里的中壓配電網(wǎng),以及風(fēng)能光伏發(fā)電器與能源消費(fèi)者的模擬器。
通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)備組合,Younicos可以根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況,模擬出實(shí)時(shí)的發(fā)電與用電情況,從而設(shè)計(jì)商業(yè)模式。
他們堅(jiān)信自己的電池管理能力和交頻器設(shè)備量可以幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)100%的可再生能源并網(wǎng)。
此外,大型電池儲(chǔ)能提供商還在開發(fā)包括租賃在內(nèi)的新商業(yè)模式。在這個(gè)模式下,一個(gè)小區(qū)分散化的剩余發(fā)電量可以集中儲(chǔ)存到一個(gè)電池中,從而給終端用戶提供電力服務(wù)。這個(gè)概念目前正在曼海姆等地進(jìn)行測(cè)試。SolVer、Strombank、adstec等公司正涉足這種小區(qū)儲(chǔ)存市場(chǎng)。
除了調(diào)頻市場(chǎng),調(diào)峰市場(chǎng)亦被資本市場(chǎng)看好。
傳統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)用抽水的方式,利用剩余的電量將水抽至高位蓄存,并在用電時(shí)利用水的勢(shì)能發(fā)電。根據(jù)美國(guó)能源部2013年12月發(fā)布的報(bào)告,美國(guó)的電網(wǎng)儲(chǔ)電裝機(jī)容量為24.6GW,約占發(fā)電量的2.3%,其中95%為抽水蓄能。
然而,風(fēng)投涌動(dòng)的美國(guó)市場(chǎng)在儲(chǔ)能法案與公私聯(lián)營(yíng)項(xiàng)目的推動(dòng)下,電池儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展十分迅猛。在非抽水蓄能的1.2GW裝機(jī)容量中,有26%為電池儲(chǔ)能,約為304MW裝機(jī)容量。
相比之下,國(guó)際電池儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展水平則明顯滯后。
根據(jù)2013年6月的彭博儲(chǔ)能市場(chǎng)觀察報(bào)告,意大利電池儲(chǔ)能的裝機(jī)目標(biāo)容量為75MW,日本為30MW,韓國(guó)為154MW。
而美國(guó)市場(chǎng)與技術(shù)的突飛猛進(jìn),正拉動(dòng)其他工業(yè)國(guó)的電池儲(chǔ)能發(fā)展。以Younicos為例,這家發(fā)源于德國(guó)的企業(yè),在2014年兼并了美國(guó)電池儲(chǔ)能技術(shù)公司Xtreme Power,從而獲得了后者在夏威夷的兆瓦級(jí)儲(chǔ)能管理經(jīng)驗(yàn),和在得克薩斯的36兆瓦級(jí)風(fēng)電儲(chǔ)存智能電網(wǎng)管理經(jīng)驗(yàn)。
補(bǔ)貼轉(zhuǎn)向家庭儲(chǔ)能
在金融危機(jī)前全球光伏產(chǎn)能激增,與金融危機(jī)后光伏市場(chǎng)需求量降低的雙重推動(dòng)下,德國(guó)從2009年開始,家庭屋頂太陽(yáng)能發(fā)電價(jià)格直線下降。
德國(guó)聯(lián)邦外貿(mào)與投資署推算,以緬因河畔的法蘭克福地區(qū)為例,家庭屋頂太陽(yáng)能發(fā)電在2011年初實(shí)現(xiàn)“電網(wǎng)平價(jià)”,即:家庭太陽(yáng)能發(fā)電價(jià)格與家庭電網(wǎng)購(gòu)電價(jià)格持平。
當(dāng)時(shí),居民電價(jià)約為0.25歐元/千瓦時(shí)??紤]到光照時(shí)間和家庭用電時(shí)間錯(cuò)開,德國(guó)居民的家庭發(fā)電量?jī)H占用電量的30%,其余用度需從電網(wǎng)購(gòu)買。但由于德國(guó)采取了包括提前廢止核電在內(nèi)的一系列能源轉(zhuǎn)型舉措,德國(guó)電價(jià)持續(xù)上漲。
與此同時(shí),德國(guó)的并網(wǎng)補(bǔ)貼自2009年后也大幅減少。以裝機(jī)容量30kW的居民屋頂項(xiàng)目為例,并網(wǎng)補(bǔ)貼價(jià)格從2004年0.57歐元/千瓦時(shí)的歷史高位,一路降低到2014年的0.12歐元/千瓦時(shí)。這使得居民一方面要面對(duì)持續(xù)增長(zhǎng)的購(gòu)電電費(fèi),一方面要面對(duì)持續(xù)走低的自發(fā)電并網(wǎng)補(bǔ)貼。
幸運(yùn)的是,由于電池技術(shù)的突破,以及電池生產(chǎn)出現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益,電池價(jià)格亦大幅跳水。
國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)今年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,電池價(jià)格自2011年至今已降低50%,并有望在2020年相較今天再降低50%以上。
并網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼逐步淡出的德國(guó),開始將補(bǔ)貼政策轉(zhuǎn)向?qū)﹄姵貎?chǔ)能系統(tǒng)的補(bǔ)貼。
2013年5月,德國(guó)政府通過政策性銀行——德國(guó)復(fù)興信貸銀行(KfW)對(duì)家用太陽(yáng)能電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)貼。
KfW截至2015年的數(shù)據(jù)顯示,2013年至2014年,德國(guó)光伏發(fā)電電池儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)數(shù)量增長(zhǎng)率超過50%,并在2015年4月達(dá)到1萬(wàn)余套。目前,德國(guó)家庭光伏發(fā)電裝機(jī)數(shù)量有150萬(wàn)套。
歐盟委員會(huì)估計(jì),如果家庭光伏發(fā)電系統(tǒng)的峰值功率為1.5kWp,儲(chǔ)電時(shí)間2小時(shí),即3千瓦時(shí)的電池,可將自產(chǎn)光伏電量占家庭耗電量的比重,從原先的30%提高到45%到75%。因此,德國(guó)聯(lián)邦外貿(mào)與投資署預(yù)計(jì),2016年家庭光伏發(fā)電與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將達(dá)到“電池平價(jià)”,即:光伏發(fā)電費(fèi)用加電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本價(jià)與居民購(gòu)電價(jià)格持平,約為0.32歐元/千瓦時(shí)。
德國(guó)、意大利之外的其他歐盟國(guó)家,在實(shí)現(xiàn)“電網(wǎng)平價(jià)”后,也紛紛采取淡出并網(wǎng)補(bǔ)貼的政策。
分析公司IHS在2014年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,全球家庭光伏發(fā)電電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量,將從2014年的90MW增長(zhǎng)至2018年的900MW,其主要增長(zhǎng)市場(chǎng)為德國(guó)、意大利與英國(guó)。電動(dòng)汽車領(lǐng)軍者特斯拉也在2015年4月,推出7千瓦時(shí)與10千瓦時(shí)兩個(gè)版本的低成本家用電池產(chǎn)品Powerwall。
歐盟委員會(huì)在2015年7月發(fā)布的報(bào)告亦顯示,這種鼓勵(lì)家用光伏儲(chǔ)能設(shè)備的政策,也有助于提高電動(dòng)汽車的使用率。來自移動(dòng)儲(chǔ)能市場(chǎng)和固定儲(chǔ)能市場(chǎng)的雙向利好,使得電池價(jià)格降低與電池工廠投資相互促進(jìn)。特斯拉亦在2015年3月宣布,在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州建立電池工廠Gigafactory。預(yù)計(jì)2020年建成時(shí),其年電池產(chǎn)量將達(dá)到35GWh。
除了居民光伏電池儲(chǔ)能市場(chǎng),一些公司也開始瞄準(zhǔn)工廠這一類耗電大戶。通用電氣公司(GE)在柏林的混合電站是用電池和儲(chǔ)熱設(shè)備兩種儲(chǔ)能介質(zhì),對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)和光伏發(fā)電兩種發(fā)電模式進(jìn)行優(yōu)化,從而調(diào)節(jié)自己工廠的峰谷用電。目前,這套設(shè)備仍在測(cè)試階段,尚未完成一個(gè)年度生產(chǎn)周期。

