德國進入家庭儲能時代

隨著電池技術的成熟，以及德國政府電池儲能補貼政策的出臺，電網調頻市場與家用儲能市場引爆了德國儲能市場。

2015年11月2日，由中國電力科學研究院牽頭的國家電網公司科技項目“儲能用鈦酸鋰電池及儲能系統研制”項目順利通過國家電網驗收。該成果不但能保障我國以特高壓電網為骨干的互聯大電網安全，也能促進可再生能源大規模入網。

而在儲能領域，德國已開始大規模商業化利用。電網調頻和家用儲能市場獲得極大發展。對我國儲能技術的商業化利用有一定借鑒意義。

調頻、調峰市場廣闊

在遵循“廠網分開”和交易機構獨立原則的德國電力市場，輸電企業既不可以從事發電業務，也不可以成為交易商。但是，它們依然要負責電網頻率的調度，從而維護電網的穩定性。因此，它們要么得在調頻市場進行電力交易，從而對電網實現充放電；要么得增加硬件投資，例如購買變壓器，或者擴充電網。

調頻市場通過網上公開拍賣的形式進行，而輸電企業可以在這里交易未來一段時間內所需的充放電服務。其中，一次調頻市場對技術的要求頗高，它要求服務商能夠在輸電企業發出調頻需求的30秒鐘之內作出反應。這種實時需求的特性，吸引了電池儲能技術提供商的興趣。

歐洲的一次調頻市場每周進行一次網上拍賣。傳統上來說，發電站會預留一些發電設備，從而為電網提供充放電服務；或者，電力服務公司會整合工業用戶的資源，從而為電網提供充放電的商業化服務。但是，既然輸電企業的電網有充放電的需求，為什么不用電池來實現這項服務呢？

電池儲能提供者在贏得輸電企業標的后，將在未來一周為輸電企業預留足夠電池容量。當這些電池接到輸電企業的充放電指令時，電池設備就可以自動進行相關操作。

伴隨著日益增加的研發投入，作為儲能介質的電池價格大幅降低；與此同時，電網技術亦不斷提高，這讓電池儲能的商業化運作成為可能，進而讓電網得以更好地平衡光伏、太陽能等可再生能源所帶來的波動性，讓可再生能源更大比例地接入電網。

以德國科技企業Younicos為例，其并非電池生產企業，而是從市場上采購來電池，再自行設計軟件系統。這套設備可以將充放電的反應速度提高到200毫秒（即，0.2秒）之內。

“除了提高電池反應速度以滿足電網的穩定性要求外，還可以通過軟件設計，以優化電池的工作環境，從而提高電池的壽命。”Younicos公關經理赫瑟曼澤（Philip Hiersemenzel）表示，“因此，同樣是三星的鋰電池，但考慮到電池在不同工作環境下的狀態差異，三星給了我們20年的電池擔保，遠遠高于它為電動汽車企業提供的擔保期限。”

當然，這些儲能企業關注的不僅僅是這個“現成”的一次調頻市場，它們更將目光瞄準了連接可再生能源的微電網系統。

此外，大型電池儲能提供商還在開發包括租賃在內的新商業模式。在這個模式下，一個小區分散化的剩余發電量可以集中儲存到一個電池中，從而給終端用戶提供電力服務。

除了調頻市場，調峰市場亦被資本市場看好。

傳統的儲能技術用抽水的方式，利用剩余的電量將水抽至高位蓄存，并在用電時利用水的勢能發電。根據美國能源部2013年12月發布的報告，美國的電網儲電裝機容量為24.6GW，約占發電量的2.3%，其中95%為抽水蓄能。

然而，風投涌動的美國市場在儲能法案與公私聯營項目的推動下，電池儲能市場發展十分迅猛。在非抽水蓄能的1.2GW裝機容量中，有26%為電池儲能，約為312MW裝機容量。

相比之下，國際電池儲能市場發展水平則明顯滯后。

根據2013年6月的彭博儲能市場觀察報告，意大利電池儲能的裝機目標容量為75MW，日本為30MW，韓國為154MW。

而美國市場與技術的突飛猛進，正拉動其他工業國的電池儲能發展。以Younicos為例，這家發源于德國的企業，在2014年兼并了美國電池儲能技術公司Xtreme Power，從而獲得了后者在夏威夷的兆瓦級儲能管理經驗，和在得克薩斯的36兆瓦級風電儲存智能電網管理經驗。

家用儲能備受關注

在金融危機前全球光伏產能激增，與金融危機后光伏市場需求量降低的雙重推動下，德國從2009年開始，家庭屋頂太陽能發電價格直線下降。

德國聯邦外貿與投資署推算，以緬因河畔的法蘭克福地區為例，家庭屋頂太陽能發電在2011年初實現“電網平價”即：家庭太陽能發電價格與家庭電網購電價格持平。

當時，居民電價約為0.25歐元/千瓦時。考慮到光照時間和家庭用電時間錯開，德國居民的家庭發電量僅占用電量的30%，其余用電需從電網購買。但由于德國采取了包括提前廢止核電在內的一系列能源轉型舉措，德國電價持續上漲。

與此同時，德國的并網補貼自2009年后也大幅減少。以裝機容量30KW的居民屋頂項目為例，并網補貼價格從2004年0.57歐元/千瓦時的歷史高位，一路降低到2014年的0.12歐元/千瓦時。這使得居民一方面要面對持續增長的購電電費，一方面要面對持續走低的自發電并網補貼。

幸運的是，由于電池技術的突破，以及電池生產出現規模經濟效益，電池價格亦大幅跳水。

國際可再生能源機構（IRENA）今年發布的數據顯示，電池價格自2011年至今已降低50%，并有望在2020年相較現在再降低50%以上。

并網電價補貼逐步淡出的德國，開始將補貼政策轉向對電池儲能系統的補貼。

2013年5月，德國政府通過政策性銀行——德國復興信貸銀行（KFW）對家用太陽能電池儲能系統進行補貼。

KFW截至2015年的數據顯示，2013年至2014年，德國光伏發電電池儲能系統裝機數量增長率超過50%，并在2015年4月達到1萬余套。目前，德國家庭光伏發電裝機數量有150萬套。

歐盟委員會估計，如果家庭光伏發電系統的峰值總功率為1.5KWp（p指峰值），儲電時間2小時，即3千瓦時的電池，可將自產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，德國聯邦外貿與投資署預計，2016年家庭光伏發電與電池儲能系統將達到“電池平價”，即：光伏發電費用加電池儲能系統的成本價與居民購電價格持平，約為0.32歐元/千瓦時。

德國、意大利之外的其他歐盟國家，在實現“電網平價”后，也紛紛采取淡出并網補貼的政策。

分析公司IHS在2014年發布的數據顯示，全球家庭光伏發電電池儲能裝機容量，將從2014年的90MW增長至2018年的900MW，其主要增長市場為德國、意大利與英國。電動汽車領軍者特斯拉也在2015年4月，推出7千瓦時與10千瓦時兩個版本的低成本家用電池產品Powerwall。

歐盟委員會在2015年7月發布的報告亦顯示，這種鼓勵家用光伏儲能設備的政策，也有助于提高電動汽車的使用率。來自移動儲能市場和固定儲能市場的雙向利好，使得電池價格降低與電池工廠投資相互促進。特斯拉亦在2015年3月宣布，在美國內華達州建立電池工廠Gigafactory。預計2020年建成時，其年電池產量將達到35GWh。

除了居民光伏電池儲能市場，一些公司也開始瞄準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熱設備兩種儲能介質，對熱電聯產和光伏發電兩種發電模式進行優化，從而調節自己工廠的峰谷用電。目前，這套設備仍在測試階段，尚未完成一個年度生產周期。endprint