全球儲能發(fā)展分析

歐美新能源發(fā)展比較快，美國儲能發(fā)展領(lǐng)先。從世界各國的角度來看，世界不同國家的能源轉(zhuǎn)型進度不同，儲存能源的發(fā)展也不同。2021新儲能裝機容量中，美國、中國和韓國是裝機容量排名前三的國家，新增裝機容量分別為3.4GW、1.8GW和0.5GW；

2021，世界各國、美國、英國、愛爾蘭和澳大利亞的可再生能源發(fā)電比例分別為21%、43%、37%和26%，而中國僅占12%，處于較低水平。盡管中國的新增裝機容量已經(jīng)位居世界前列，但其能源轉(zhuǎn)型進程仍然滯后。

 

 

新能源的發(fā)展任重道遠，預(yù)計風(fēng)能和太陽能裝機容量將加速增長。由于對新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性認識不足，歐洲2020年前的風(fēng)力發(fā)電裝機計劃無法實現(xiàn)溫室氣體減排55%的目標。規(guī)劃增量為原計劃的69%。

新能源的比例增加了，儲存能源的持續(xù)時間也增加了。目前正處于短期儲能的發(fā)展階段。60%的風(fēng)力發(fā)電比例是儲能配置的關(guān)鍵節(jié)點：低于60%，基本上小時級儲能可以滿足需求；超過60%的長期儲能需要作為電網(wǎng)監(jiān)管的資源。

從世界各國風(fēng)電和光伏發(fā)電的占比來看，基本仍處于短期儲能需求階段，但未來配電和儲能市場有望逐步增加。

美國、中國和歐洲的電網(wǎng)建設(shè)相對發(fā)達，也是大型存儲的主要市場。電網(wǎng)建設(shè)主要用于電荷運輸，這與土地面積和電力消耗有關(guān)。電網(wǎng)建設(shè)需求以單位面積用電量來衡量（限制是該區(qū)域需要成為有效生活區(qū)），單位面積用電越小，跨區(qū)域電力運輸需求越大，相應(yīng)的電網(wǎng)建設(shè)需求也越大。

歐洲（歐洲電網(wǎng)是互聯(lián)的，因此被算作一個主體）、美國和中國的單位面積耗電量最小，耗電密度低，電網(wǎng)建設(shè)需求大，電網(wǎng)建設(shè)相對發(fā)達。

從2021累計裝機容量來看，中國和美國的累計裝機規(guī)模最大，分別為6.36GW和5.73GW，其中電網(wǎng)側(cè)儲能占很大比例。分別為34%和35%。歐洲主要實體之一的英國電網(wǎng)側(cè)儲能占45%，供電側(cè)輔助服務(wù)儲能占48%。

 

 

美國和歐洲的儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

美國

美國聯(lián)邦政府和州政府的補貼政策繼續(xù)發(fā)揮作用，推動了大型儲備市場的發(fā)展。美國的儲能補貼政策已經(jīng)實施了10多年。早在2011年，加州就開始實施家庭存儲補貼政策，隨后逐步擴大到電網(wǎng)側(cè)補貼。

2021是ITC補貼下降的關(guān)鍵節(jié)點，美國眾議院決定在21年內(nèi)將ITC補貼延長10年，并在2032至2033年間逐步降低信貸價值。此外，美國將于2022年通過《通脹削減法案》，其中提到將在能源安全和氣候變化方面投資3690億美元。

各州的長期規(guī)劃明確了儲能的發(fā)展趨勢。據(jù)統(tǒng)計，美國已有9個州發(fā)布了儲能裝置的長期計劃，包括加利福尼亞州2024年1.8GW的儲能裝置計劃、紐約州2030年3GW的儲能裝機計劃和新澤西州2030年2GW的計劃。

如果預(yù)測基于3小時的分配和存儲時間（目前約為2小時，但未來分配和存儲市場將繼續(xù)增長），則分別對應(yīng)于5.4GWh、9GWh和6GWh。其他州在不同的時間點也有相應(yīng)的計劃，推動美國各州儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢相對清晰。

美國的儲能結(jié)構(gòu)主要基于電網(wǎng)側(cè)公共儲能。

總體而言，從2021到2022H1，美國的大型存儲裝機容量將分別為10.85GWh和5.92GWh；從結(jié)構(gòu)上看，電網(wǎng)側(cè)公共大型存儲設(shè)施占大多數(shù)，2021電網(wǎng)側(cè)存儲能源占88%，2022年上半年占85%；從季度來看，2021年第四季度電網(wǎng)側(cè)儲能裝機容量為4.3GWh，創(chuàng)下歷史最高裝機容量。2022年第一季度/第二季度的裝機容量分別為2.4GWh/2.6GWh。大多數(shù)公共儲能電站用于調(diào)頻服務(wù)。

2020年，在公共儲能電站的應(yīng)用場景結(jié)構(gòu)中（儲能電站可用于多種場景），頻率調(diào)節(jié)大容量占59%，斜坡和旋轉(zhuǎn)儲備占39%，現(xiàn)貨套利占37%，峰值存儲占15%。

 

 

歐洲

歐洲電網(wǎng)側(cè)儲能主要集中在英國、意大利和德國，在前5大家庭儲能系統(tǒng)國家中排名第一。數(shù)據(jù)顯示，歐洲電網(wǎng)側(cè)儲能預(yù)計將穩(wěn)步發(fā)展，從2021年底的3GW/4GWh增至33GW/95GWh。從國家來看，英國、意大利和德國是電網(wǎng)側(cè)儲能裝機容量最大的國家。英國的政策主要關(guān)注技術(shù)迭代、商業(yè)模式、市場建設(shè)和創(chuàng)新。

英國的政策不同于美國的直接經(jīng)濟補貼（或ITC補貼）促進，主要通過以下方式促進儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：1。推動儲能電池技術(shù)的迭代。英國政府于2017年發(fā)起了法拉第挑戰(zhàn)，撥款2.46億英鎊用于推進電池技術(shù)。2.構(gòu)建市場規(guī)則，理順儲能電力系統(tǒng)現(xiàn)狀。2016年，英國明確了儲能的資產(chǎn)類別和規(guī)劃體系，并于2020年推出了“十大關(guān)鍵計劃”，以完善儲能監(jiān)管機制和市場規(guī)則。3.市場建設(shè)與創(chuàng)新。2015年，英國國家電網(wǎng)推出了新的頻率調(diào)節(jié)儲能服務(wù)市場。2017年之前，由于容量電價簽訂時間較長，頻率調(diào)節(jié)儲能使用時間較短。因此，2017年，英國相關(guān)機構(gòu)調(diào)整了儲能拍賣降級因素，以使儲能市場更加健康有序。

英國擁有成熟的商業(yè)模式和廣泛的收入來源?？傮w而言，英國存儲能源的商業(yè)模式相對多樣，市場結(jié)構(gòu)相對成熟。整個市場分為頻率響應(yīng)、備份和套利：

1） 頻率響應(yīng)進一步分為五個收入來源：增強頻率響應(yīng)、固定頻率響應(yīng)、動態(tài)遏制、需求側(cè)響應(yīng)和快速儲備能力；

2） 備份能源存儲分為五個收入來源：用戶備份電力、短期運營容量、容量拍賣市場、傳輸成本降低和配電成本降低；

3） 套利可分為三種類型：發(fā)電商自用、發(fā)電商減少限功率和價格套利。正是由于英國完善的商業(yè)模式和市場機制，龐大的儲備才能在沒有過度政策補貼的情況下實現(xiàn)可觀的發(fā)展。

 

 

全球儲能市場空間廣闊

中國、美國和歐洲的政策繼續(xù)增加，儲能經(jīng)濟性有望繼續(xù)改善，儲能發(fā)展空間廣闊。據(jù)估計，2023年全球新增裝機容量為122.46GWh，2025年為327.22GWh，21-25年復(fù)合增長率為89.5%。

美國：2023年新裝機容量預(yù)計為38GWh，2025年為81.47GWh，21-25年復(fù)合年增長率為66%。歐洲（主要增量貢獻是家用儲能系統(tǒng)）：2023年新裝機容量預(yù)計為27GWh，2025年新裝容量預(yù)計為54.3GWh，21-25年復(fù)合增長率為89%。

 

計算邏輯和核心假設(shè)如下：

1） 隨著近期多晶硅新增產(chǎn)能的釋放，供應(yīng)緊張的局面得到緩解，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)瓶頸已經(jīng)打開。我預(yù)計多晶硅價格的拐點也將到來，中國地面安裝的需求可能會開始。

展望2023年，隨著產(chǎn)業(yè)鏈成本的下降、新技術(shù)的突破和集中啟動量，中國和歐洲的需求預(yù)計將繼續(xù)快速增長，美國的需求將回升，并將在未來保持較高的增長。

2） 美國的大型存儲是存儲能源設(shè)施的主要驅(qū)動力。從2022年H1的數(shù)據(jù)來看，今年的增長率相對較高，ITC和IRA政策繼續(xù)發(fā)力，儲能補貼繼續(xù)增加，預(yù)計未來將保持高增長。

3） 歐洲的主要驅(qū)動力來自家用存儲設(shè)備。歐洲各國政府正在促進天然氣儲備，而歐洲的天氣更暖和，供應(yīng)和需求疲軟導(dǎo)致歐洲電價大幅下降，家庭儲存的經(jīng)濟也受到影響。然而，天然氣庫存的短期增加并沒有改變能源短缺的根本問題。以下是最近非常流行的家用儲能動力墻電池的介紹。

根據(jù)國際貨幣基金組織發(fā)布的一份報告，即使歐洲剩余的燃料儲備能夠熬過這個冬天，他們也可能在2023年再次面臨天然氣和電力價格創(chuàng)紀錄的風(fēng)險。

家庭儲存在一定程度上仍然是經(jīng)濟的，在歐洲政策抑制電力需求的背景下，自給自足的重要性變得更加突出。預(yù)計未來家庭存儲裝機容量將快速增長，大型存儲主要集中在英國、德國等地區(qū)，每年新增裝機容量增長緩慢。

儲存時間逐漸增加。隨著新能源裝機比例的提高，新能源發(fā)電量的波動將對電網(wǎng)產(chǎn)生更大的影響，配電和儲存時間的需求將逐漸增加。未來可能需要每日/季度調(diào)整資源。目前，預(yù)計到2025年，各國電化學(xué)存儲的持續(xù)時間將不同程度地增加。