電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本近年來(lái)大幅下降,這使其與化石燃料發(fā)電設(shè)施的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,但這對(duì)于業(yè)界人士而言這不足為奇。正如調(diào)研機(jī)構(gòu)彭博社新能源財(cái)經(jīng)公司(BNEF)的分析報(bào)告指出的那樣,在持續(xù)放電兩個(gè)小時(shí)的應(yīng)用中,電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本已經(jīng)低于天然氣峰值發(fā)電廠。而鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)在2019年的基準(zhǔn)價(jià)格已達(dá)到187美元/MWh,在成本上已經(jīng)可以與燃煤發(fā)電設(shè)施或天然氣發(fā)電設(shè)施進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),與2012年的成本相比下降了76%。據(jù)調(diào)查,持續(xù)放電時(shí)間4小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)在2020年第一季度已經(jīng)進(jìn)一步下降到為150美元/MWh。
行業(yè)媒體與發(fā)布這份分析報(bào)告的主要作者,彭博新能源財(cái)經(jīng)公司(BNEF)分析師Tifenn Brandily為此進(jìn)行了探討。該報(bào)告涵蓋了太陽(yáng)能、風(fēng)力能源和其他多種能源技術(shù),其是包括部署在全球47個(gè)國(guó)家和地區(qū)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
如何得出平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)和基準(zhǔn)?而全球各地的平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)有所不同,那和150美元/MWh是一個(gè)平均數(shù)字嗎?
Brandily:“我們進(jìn)行一個(gè)類(lèi)比:可以將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)想象成一個(gè)天然氣發(fā)電廠,其運(yùn)營(yíng)時(shí)具有燃料成本,而電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的燃料成本就是為電池充電的電費(fèi)。
它具有一個(gè)發(fā)電或放電的平準(zhǔn)化成本,這意味著如果將所有的項(xiàng)目成本除以儲(chǔ)能項(xiàng)目的放電量,就會(huì)計(jì)算出平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)。
如果在全球范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算,估計(jì)最近部署的儲(chǔ)能項(xiàng)目平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)為150美元/MWh,其中包括充電成本,這就是我們的基準(zhǔn)。而中國(guó)部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)的基準(zhǔn)已低至115美元/MWh。
中國(guó)成為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)最低的市場(chǎng)主要有三個(gè)原因:一是中國(guó)部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)大多采用磷酸鐵鋰(LFP)電池,因此投資成本更低。二是因?yàn)橹袊?guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,越來(lái)越的參與者希望進(jìn)入儲(chǔ)能市場(chǎng)。目前中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)還處在發(fā)展初期,預(yù)計(jì)未來(lái)將會(huì)更快增長(zhǎng)。三是中國(guó)的電池供應(yīng)鏈和電動(dòng)汽車(chē)制造供應(yīng)鏈更短,這也使得降低電池成本變得更加容易。
而對(duì)于印度這個(gè)新興市場(chǎng)來(lái)說(shuō),其儲(chǔ)能市場(chǎng)并不成熟,融資成本仍然較高。
全球電池儲(chǔ)能系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)大幅降低的背后原因有哪些?
Brandily:除了技術(shù)創(chuàng)新、工藝進(jìn)步、能量密度更高之外,電池生產(chǎn)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大,并且由于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和批量化生產(chǎn)降低了成本,而下游行業(yè)的大量也具有更大的促進(jìn)作用。
儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商正在尋求擴(kuò)展儲(chǔ)能容量和持續(xù)放電時(shí)間,以降低放電成本或平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的收入來(lái)源決定其設(shè)計(jì)方式和持續(xù)放電時(shí)間。
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將會(huì)隨著時(shí)間的推移擴(kuò)展容量,增長(zhǎng)持續(xù)放電時(shí)間。根據(jù)調(diào)查,2015年部署的儲(chǔ)能項(xiàng)目持續(xù)放電時(shí)間平均為1.5小時(shí),而2020年部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)放電時(shí)間平均為2.2小時(shí)。
2015年部署的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)容量平均為2.9MW,這是相對(duì)較小的電網(wǎng)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。我們預(yù)計(jì),2020年部署的儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)容量平均為21MW。這一點(diǎn)非常重要,因?yàn)榭梢詳U(kuò)展儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量和持續(xù)放電時(shí)間來(lái)降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行成本。
在全球儲(chǔ)能市場(chǎng)真正迅速發(fā)展之前,如果用戶不熱衷部署儲(chǔ)能系統(tǒng),那么儲(chǔ)能技術(shù)的好壞并不重要。規(guī)?;渴鹗鞘袌?chǎng)(尤其是電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)部署更為滿意的另一個(gè)指標(biāo)嗎?
Brandily:我認(rèn)為仍然存在一些問(wèn)題,例如韓國(guó)發(fā)生多起電池儲(chǔ)能系統(tǒng)起火事件,并且仍在進(jìn)行一些調(diào)查;此外,儲(chǔ)能技術(shù)是否在項(xiàng)目規(guī)劃和安全方面達(dá)到預(yù)期的效果。而我認(rèn)為從總體來(lái)說(shuō),儲(chǔ)能部署需求肯定會(huì)發(fā)生變化。
其中之一是政府部門(mén)的支持:例如在美國(guó),與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施共址部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)可以獲得投資稅收抵免(ITC)。這減少了一部分部署成本。但是我認(rèn)為需求變化的一部分是由于電池價(jià)格下降造成的。
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠以較低的成本在短時(shí)持續(xù)放電的電網(wǎng)平衡市場(chǎng)上與開(kāi)放式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(OCGT)發(fā)電設(shè)施進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),并且可以進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)機(jī)會(huì)。近年來(lái),一些調(diào)峰發(fā)電廠的關(guān)閉與儲(chǔ)能系統(tǒng)提供2小時(shí)以下的電網(wǎng)平衡服務(wù)以及成本下降有關(guān),但我認(rèn)為將會(huì)部署更多持續(xù)放電時(shí)間2小時(shí)以上的儲(chǔ)能系統(tǒng)。而持續(xù)放電時(shí)間從2小時(shí)提高到4小時(shí),這是因?yàn)閮?chǔ)能系統(tǒng)成本大幅下降。如果為了滿足峰值負(fù)載需求,則電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署成本將比開(kāi)放式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(OCGT)發(fā)電設(shè)施和峰值發(fā)電廠還要低。
除此之外,由于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本會(huì)隨著持續(xù)放電時(shí)間的增加而迅速增長(zhǎng),因此,公用事業(yè)公司通常投資部署開(kāi)放式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(OCGT)發(fā)電設(shè)施中天然氣發(fā)電廠滿足峰值電力需求。顯然,電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電時(shí)間是有限的,這限制了其獲利的能力,而峰值發(fā)電廠可以提供4~6小時(shí)的持續(xù)放電時(shí)間,并且可以一直持續(xù)供應(yīng)。因此,電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用方面有所限制。
根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)公司(BNEF)預(yù)計(jì),到2023年,中國(guó)電池產(chǎn)量將占全球電池生產(chǎn)能力的65%左右。
為了延長(zhǎng)持續(xù)放電時(shí)間和使用壽命,鋰離子電池或其他電池技術(shù)可能需要哪些進(jìn)步以較低的成本實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?
Brandily:我認(rèn)為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提高持續(xù)放電時(shí)間,但最終會(huì)受到成本的限制。目前還沒(méi)有出現(xiàn)一種經(jīng)濟(jì)可行的長(zhǎng)時(shí)電池儲(chǔ)能技術(shù),我們的分析表明,盡管電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在細(xì)分市場(chǎng)上非常有競(jìng)爭(zhēng)力,但可能最多只能提供4到6個(gè)小時(shí)的持續(xù)放電時(shí)間。
除此之外,抽水蓄能是一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能解決方案,但顯然會(huì)受到地理?xiàng)l件的限制,建設(shè)和運(yùn)營(yíng)抽水蓄能項(xiàng)目的機(jī)會(huì)較少。因此,我們認(rèn)為天然氣峰值發(fā)電廠在10到12個(gè)小時(shí)內(nèi)提供長(zhǎng)期電網(wǎng)平衡服務(wù)方面仍然具有競(jìng)爭(zhēng)力。而電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在2小時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用中具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,我們預(yù)計(jì),到2025年的持續(xù)放電時(shí)間將會(huì)增長(zhǎng)到4~5個(gè)小時(shí)。
由于新型冠狀肺炎疫情,儲(chǔ)能供應(yīng)鏈的依賴性如今已經(jīng)成為一個(gè)熱門(mén)話題。雖然美國(guó)和歐洲一些廠商承諾將生產(chǎn)更多電池或電池儲(chǔ)能系統(tǒng),但全球大多數(shù)電池產(chǎn)品來(lái)自中國(guó),顯然仍然占據(jù)全球電池市場(chǎng)主導(dǎo)地位。
•根據(jù)2008年的調(diào)查數(shù)據(jù),全球電池產(chǎn)量為6GWh,其中97%的電池來(lái)自中國(guó)。
•2019年,全球電池產(chǎn)量約為365GWh。分別來(lái)自中國(guó)(75%)、美國(guó)(9%)、韓國(guó)(7%)、歐洲(5%)以及其他國(guó)家和地區(qū)(4%)。
•而到2023年,估計(jì)全球電池生產(chǎn)量將達(dá)到1,230GWh,分別來(lái)自中國(guó)(65%)、歐洲(10%)、美國(guó)(10%)以及其他國(guó)家和地區(qū)(15%)。
彭博社新能源財(cái)經(jīng)公司(BNEF)一直在跟蹤已經(jīng)運(yùn)營(yíng)和計(jì)劃建設(shè)的電池生產(chǎn)設(shè)施。對(duì)于電池產(chǎn)地來(lái)說(shuō),也肯定會(huì)發(fā)生變化,將會(huì)更加多樣化。而在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),盡管全球電池產(chǎn)量將從2019年365GWh大幅增長(zhǎng)到1,230GWh,并且中國(guó)電池的產(chǎn)量將75%下降到65%,但在全球電池市場(chǎng)中仍將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。
原標(biāo)題:全球電池儲(chǔ)能系統(tǒng)平準(zhǔn)化能源成本大幅降低的背后原因有哪些?