电池储能、智能电表与电动汽车的应用与未来发

2019-11-27 07:09 来源:未知

2018年3月27日

各国的主管部门正在越来越多地采取行动来奖励电池储能在平衡电网运营方面所做出的贡献。例如,智利国家能源委员会起草了一个新的辅助服务监管框架,认同了电池储能系统能够做出的贡献;意大利也开放了其辅助服务市场,作为可再生能源和储能项目试点,将其引入为全面监管改革所做工作的一部分。

电池储能、智能电表与电动汽车的应用与未来发展

2.缺乏标准化

随着大量的可再生能源引入电网,保持高质量电力的稳定供应正成为一个更大的全球性挑战。高品质的电力在电压和频率方面都是很稳定的,这也是电源必不可少的特性。而采用新能源配套使用的储能系统克服这一挑战的需求正在上升。日立欧洲公司社会创新业务首席数字官兼首席商务官Ram Ramachander日前阐述了日立公司如何开发新电池储能解决方案、扩展智能电表和电动汽车计划的努力,并对能源的未来发展进行了展望 网络连通性和前所未有的数据量正在使许多行业发生革命性改变,能源也不例外。数字化正在改变人们生产、分配和管理能源的方式。人工智能和机器学习可实现整个能源网络的预测性维护,而电池储能技术则可实现可再生能源的集成。在家庭应用中,安装智能电表,计划购买电动汽车。这些进步促使能源实现民主化,让消费者成为既是生产者又是能源消耗者。随着技术不断变化,下一个发展将会发生在哪里?日立公司与咨询机构弗若斯特沙利文(Frost & Sullivan)公司合作撰写的最新白皮书探讨了这些问题。这个调查研究强调了创新快速发展的三个领域:电池储能的蓬勃发展,智能电表的广泛应用,以及进入电动汽车的时代。电池储能的繁荣发展 电池储能是将可再生能源成功整合到电网的关键。其存储能量的能力可以为电网提供平滑、拥塞管理和频率调节服务,这对电源的有效整合至关重要。这些进步取决于电池技术的发展。新的锂离子电池延长了产品寿命,提高了储能容量,缩减了体积,而先进的电池管理系统通过关税价格跟踪和套利服务最大限度地节省了成本。 在未来,一旦降低前期成本,安装自己的储能系统的消费者将看到显著的成本节约,以及通过基于云计算的社区销售回电网来创造收入的能力。这些社区不仅可以接入家庭,还可以接入电动汽车,从而允许采用电网充电点进行廉价和绿色的充电。区块链技术目前正在用于试点项目,为已安装和连接太阳能电池板、储能系统、电动车的消费者提供互联网对等能源交易所需的信任层。 报告指出,“为什么电池储能对未来的能源路线图如此重要?它有双重用途。首先,它促进了间歇性可再生能源的整合,同时可以创造收入。电池储能推动2020年以后住宅储能系统的大规模市场采用。到2025年,我们预计住宅储能将成为所有可再生能源项目的一个综合和必不可少的组成部分。” 智能电表的应用日益广泛 智能电表是智能电网和数字能源的基石之一,因为它们产生了大量的数据。随着越来越多的用户通过智能仪表连接,系统可用的数据量也随之增加。智能电表的重要性在于其简单性。与电池储能和电动汽车相比,其进入门槛较低(前期成本通常由能源供应商承担),这意味着它们有可能对普通消费者产生最直接的影响。在欧洲,欧盟对智能电表安装有着强力的监管,瑞典、意大利和芬兰等国家已经接近100%的智能电表普及率,并在客户参与和积极的能源管理举措方面受益。 随着越来越多的智能电表的安装,向数字零售服务开放的大门,例如关税优化、客户参与和物联网技术。在这些优势中,物联网技术可能是最令人兴奋的:智能电表在消费层面提供网关服务,如对商业和工业客户的需求响应、远程楼宇控制、家庭能源管理和能源优化。创造效率的机会是巨大的。进入电动汽车的时代 “能源行业的电气化是一个转型趋势。电动汽车的应用增长迅速加快,2017年全球电动汽车销量超过100万辆。汽车行业本质上以客户为中心,并且节奏快,企业通过投资研发和积极推广电动车来应对这一变化。再加上各国政府制定了禁止内燃机汽车销售的目标,推动了电动汽车市场的发展。 电子机动和能源的融合是明确的。将有机会解决充电基础设施和电网平衡问题,以及部署数以百万计的电动汽车,创建分布式储能网络。电动汽车、太阳能光伏发电和家庭储能的整合推动了车辆到家庭概念的出现。V2H解决方案可最大限度地提高电动汽车所有者的能源效率和成本节省,因为能源将在低价时段从电网中释放,并储存在电动车辆中,并在高峰时段将电能回收到电网,创造收入。2020年以后,电动汽车用于电网服务的多余存储的电能提供给家庭、商业设施和公共充电基础设施。一旦能够利用电动汽车作为创收手段的能力得以大规模实现,就可以缓解前期成本高昂的挑战,到2025年,预计每年新车的需求量将上升至近2000万辆。对能源的未来发展的展望 这三个领域代表了数字能源领域最热门的创新机会。据预测,到2025年,智能能源基础设施的价值每年至少可以达到1.5万亿美元,从商业、客户和社会的市场机会和效益来看。致力于让人们的生活更加可持续发展不再是一种选择,而是一个真正推动利用智能技术的发展来最大限度地利用可再生能源的机会。能源数字化转型背后的动力和机遇是巨大的,政府、企业和消费者必须为此共同努力。来源:中国储能网

1.经济性欠佳

对于电池储能供应商来说,国家所出台的促进各种战略目标的政策为他们提供了更多机会。许多国家认为,可再生能源+储能是一种全新的方式,可以帮助他们减少对能源进口的依赖、提高电力系统的可靠性和复原力、朝着环保目标和去碳化目标迈进。

在我们所研究的国家,由政府出资进行财政激励,该措施进一步反映出政策制定者越来越意识到电池储能解决方案为整个电力价值链带来的各种益处。在我们的研究中,这些激励措施不仅包括通过退税偿还或直接偿还电池系统成本所占百分比,还包括通过赠款或者补贴融资来提供资金支持。如意大利,2017年为住宅储存装置提供了50%的税收减免;韩国,2017年上半年得到政府支持而投资的储能系统增长了89兆瓦时的产能,比上一年同期增长了61.8%。

6.FIT或净电量结算政策退坡

7.自给自足的愿望

早期市场的参与者常常不得不应对各种各样的技术要求、享受各种不同的政策。电池供应商也不例外。这无疑增加了整个价值链的复杂性和成本,使得缺乏标准化成为产业发展的重要障碍。

电池储能市场驱动因素

储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术。电池储能应用灵活,据不完全统计,2000-2017年间全球电池储能项目累计装机投运规模为2.6吉瓦,容量为4.1吉瓦时,年增长率分别达30%和52%。电池储能的高速增长受益于哪些因素,又面临着哪些挑战?来自德勤的最新报告《全球电池储能市场面临的挑战与机遇》给出了答案。我们撷取报告中的重要观点,以飨读者。

各种储能形式已存在数十年,为何电池储能当前独占鳌头?最显而易见的答案是,其成本的下降以及性能的改善,这在锂离子电池方面尤为突出。同时,锂离子电池的崛起也受益于于不断扩大的电动汽车市场。

迄今为止,在这一领域的讨论主要是关于针对智能电表实施的阶梯式或结构化分时费率。不实施阶梯式费率,电池储能就失去了它最吸引人的特性之一:即在价格便宜的时候储存电能,然后在价格昂贵时售出。虽然分时费率还未成为全球潮流,但随着智能电表在许多国家成功推行,这种情况可能将会迅速改变。

广泛的可再生能源和减排扶持政策也在推动全球使用电池储能解决方案。电池在抵消可再生能源间歇性和减少排放方面所发挥的关键作用有目共睹。各类电力用户追逐清洁能源,其程度和普遍度仍在增长。这种情况在企业和公共部门中尤为明显。这预示着可再生能源能够持续发展,并可能会继续就电池储能作出部署,以协助整合更多的分布式能源。

据预计,无论是电池技术本身的成本,还是平衡系统组件的成本,其价格都将持续下跌。虽然这些基础技术并不像人们关注的技术那样引人注目,但它们却确实与电池本身一样重要,并引领着下一波成本大幅度降低的浪潮。例如,逆变器是储能项目的“大脑”,它们对项目绩效和回报的影响作用是显著的。然而,储能逆变器市场仍然是“新生和零散”的,随着市场不断成熟,储能逆变器的价格有望在未来几年内下降。

3.全球可再生能源运动

5.财政激励

住宅和化石能源消费者对能源自给自足的渴望日益高涨,这成为一股惊人的推动电表后端储能部署的力量。这种愿景在某种程度上助长了我们所考察的几乎所有国家的电表后端市场,这表明购买储能系统的动机并非纯粹只是金融方面。

与任何技术一样,电池储能并不总是经济的,而且对于特定应用来说,其成本往往过高。问题在于,若对于高成本的看法不准确,则可能会在考虑储能解决方案时将电池储能排除在外。

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