分布式太陽能與儲能技術(shù)在減少溫室氣體排放、提升電網(wǎng)靈活性,及改善獲取能源便利性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。一系列動態(tài)發(fā)展趨勢將逐漸決定分布式太陽能及儲能技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,及是否可以可以實現(xiàn)其潛在價值。本研究報告的主要發(fā)現(xiàn)包括以下幾個方面:
分布式太陽能與儲能技術(shù)結(jié)合的多項優(yōu)勢
太陽能和儲能技術(shù)各有優(yōu)勢。太陽能發(fā)電可實現(xiàn)零碳排,且沒有附加成本。儲能技術(shù)可提供備用電源、調(diào)頻和其他電網(wǎng)服務(wù)。將二者結(jié)合可獲得進(jìn)一步的優(yōu)勢,尤其是可以實現(xiàn)夜間的持續(xù)供電,增加可用發(fā)電時間內(nèi)的產(chǎn)出,提高電網(wǎng)靈活性。
在分布式社區(qū)和屋頂系統(tǒng)中,太陽能和儲能技術(shù)的結(jié)合還可以減少配電網(wǎng)壓力,推遲或減少基礎(chǔ)設(shè)施投資。在宏觀層面上,儲能和太陽能發(fā)電可在無需做出重大改變的情況下提高太陽能設(shè)施普及率,從而減少碳排放。儲能技術(shù)和太陽能發(fā)電相結(jié)合,也可以作為新興市場電氣化的快速通道。
成熟市場和新興市場結(jié)合實現(xiàn)光伏和儲能相結(jié)合的不同途徑
在成熟市場,分布式太陽能發(fā)電和儲能技術(shù)結(jié)合的主要驅(qū)動因素是節(jié)約成本和減少對電網(wǎng)的依賴性。從成本角度看,消費者或社區(qū)投資該技術(shù)的主要動力是減少電費支出。光伏發(fā)電是領(lǐng)先技術(shù),而通過儲能可以增加太陽能發(fā)電的利用率,從而增加經(jīng)濟(jì)利益。
在新興市場,這兩種技術(shù)相結(jié)合的主要動力是解決電網(wǎng)供電的不穩(wěn)定性問題。消費者購買儲能系統(tǒng)后,就可以享受不間斷的電力。太陽能發(fā)電可以支持儲能系統(tǒng)延長供電時間,進(jìn)一步提高了儲能系統(tǒng)的價值。
這兩種技術(shù)發(fā)展的不平衡性已非常明顯。德國、日本和美國的部分地區(qū)出于經(jīng)濟(jì)方面的考量,已經(jīng)迅速采用了屋頂光伏系統(tǒng),但在大多數(shù)情況下都沒有配備儲能系統(tǒng)。而印度則已建立成熟的鉛酸蓄電池供應(yīng)鏈,幫助最終用戶在沒有太陽能發(fā)電設(shè)施的情況下解決供電不穩(wěn)定的問題。
監(jiān)管機(jī)制既是屋頂太陽能和儲能的障礙,又是推動因素
如果市場要在未來實現(xiàn)增長,則必須解決導(dǎo)致市場對太陽能和儲能存有偏見的法規(guī)監(jiān)管障礙,如電網(wǎng)接入費、缺乏為非電廠項目提供的售電機(jī)制,以及分布式發(fā)電的自消費稅等。凈用電計量扣減法是個值得研究的案例,雖然它有力促進(jìn)了分布式太陽能技術(shù)的采用,但也降低了儲能技術(shù)帶來的經(jīng)濟(jì)效益。
儲能成本是比太陽能成本更重要的瓶頸
太陽能發(fā)電技術(shù)成本在過去二十年已大幅下降,并將繼續(xù)下降。與此同時,在住宅光伏設(shè)施安裝總成本中,勞動力和法規(guī)監(jiān)管帶來的成本比重越來越大。在儲能方面,是否能夠降低成本就不那么確定了,因為電池本身的技術(shù)成本大于勞動力成本。
彭博新能源財經(jīng)有關(guān)“儲能能力翻一番,成本下降15%”的預(yù)估也僅是基于短短幾年的經(jīng)驗而得,因為電動汽車電池上市也僅僅是不久之前的事情。如果太陽能與儲能技術(shù)相結(jié)合要成為成熟市場和新興市場的一個可行的選擇,儲能技術(shù)仍需大幅降低成本。
全球電動汽車市場可塑造太陽能和儲能技術(shù)相結(jié)合的未來
鋰離子電池正成為可與太陽能互補(bǔ)的全球領(lǐng)先儲能技術(shù),但鋰電池要實現(xiàn)成本下降,仍需擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模。這其中主要的推動因素就是電動汽車的增加,而電動車通常使用鋰電池。汽車電池在全球鋰電池市場的占比不斷增加,但目前增速尚不清楚。如果貿(mào)易壁壘導(dǎo)致電動汽車行業(yè)零散化,則規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶來的優(yōu)勢也會相應(yīng)減少。
太陽能和儲能技術(shù)相結(jié)合并不是唯一的選擇
雖然儲能技術(shù)可以提高太陽能的總體價值,但其并不是唯一。其他的選擇包括提高可再生能源預(yù)測準(zhǔn)確性、改善需求響應(yīng)能力和增加柔性載荷、蓄熱技術(shù)和電能轉(zhuǎn)氣等新興技術(shù)。最值得注意的是,價格低廉的天然氣可以提供低成本且高度靈活的電力,作為太陽能的補(bǔ)充,而這降低了儲能技術(shù)的吸引力。在新興市場,通過使用價格較低的煤炭生產(chǎn)部分電力,以提高電網(wǎng)的可靠性,也可能削弱分布式太陽能與儲能技術(shù)相結(jié)合的價值。
日本和德國是發(fā)展分布式太陽能和儲能技術(shù)的先行者
日本和德國電價較高,且獲得了更多的法規(guī)支持,因而建立了太陽能和儲能技術(shù)相結(jié)合的早期市場,由此帶來的創(chuàng)新將使全球受益。日本擁有規(guī)模巨大的電池制造業(yè),并且該產(chǎn)業(yè)將隨著國內(nèi)市場的擴(kuò)張而繼續(xù)發(fā)展。
德國則出現(xiàn)了太陽能結(jié)合儲能技術(shù)的業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新,比如消費者可出租一部分電力儲能設(shè)施給電網(wǎng)運營商,以及StromBank等電力公司建立社區(qū)儲能項目,以支持屋頂太陽能的發(fā)展。作為先行者,這兩個國家也承擔(dān)了一些負(fù)面的影響,它們所取得的經(jīng)驗教訓(xùn),最終可以使其他國家獲得裨益。
美國市場比較分散,但從長遠(yuǎn)來看太陽能和儲能技術(shù)的結(jié)合可能會占據(jù)主導(dǎo)地位
加利福尼亞和夏威夷現(xiàn)在擁有世界上最高的太陽能普及率,但美國太陽能和儲能技術(shù)相結(jié)合所面臨的直接障礙在于持續(xù)走低的天然氣價格,也就是低廉的發(fā)電成本。盡管如此,美國的初創(chuàng)公司已經(jīng)著手發(fā)展復(fù)雜的分布式太陽能和儲能技術(shù)結(jié)合機(jī)制,特斯拉等公司也利用電動汽車和儲能技術(shù)之間的聯(lián)系,于最近推出了PowerWall住宅電池系統(tǒng)。
中國正在優(yōu)先發(fā)展發(fā)電廠規(guī)模的太陽能項目,但分布式太陽能和儲能技術(shù)相結(jié)合仍有發(fā)展空間
中國目前正在起草其“十三五”計劃,最新的指導(dǎo)文件顯示,盡管國家支持分布式太陽能設(shè)施的發(fā)展,但目前儲能技術(shù)的重點仍是確保大規(guī)模儲能的可靠性。如果屋頂和社區(qū)太陽能發(fā)電以及儲能技術(shù)在中國獲得進(jìn)一步發(fā)展,將會始于電價最高的商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域。
印度已準(zhǔn)備好成為領(lǐng)導(dǎo)者,但仍面臨著潛在的障礙
印度已經(jīng)有越來越多的鉛酸電池企業(yè)致力于解決電網(wǎng)供電不穩(wěn)定問題,并準(zhǔn)備將良好的國內(nèi)經(jīng)驗應(yīng)用到國外市場。然而隨著電力行業(yè)和監(jiān)管法規(guī)的發(fā)展,中央政府和各邦政府需要實施有力政策,確保國有企業(yè)和私營部門能夠建立能夠盈利、并且可持續(xù)的商業(yè)模式,這一點至關(guān)重要。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和品質(zhì)保證也將有助于支持分布式太陽能和儲能技術(shù)方面的投資。
行業(yè)和政策制定者需要從現(xiàn)在開始著手解決未來可能出現(xiàn)的問題
太陽能和儲能相結(jié)合目前面臨的最緊迫的問題,就是儲能技術(shù)成本高,以及法規(guī)監(jiān)管方面的障礙,但其他問題形成規(guī)模后,也可能會影響市場的發(fā)展,特別是在我們沒有事先預(yù)料到并做好準(zhǔn)備的情況下。
現(xiàn)階段能夠預(yù)見到的問題包括:因安裝質(zhì)量低而影響聲譽(建議通過建立行業(yè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),并實行認(rèn)證制度解決問題),電網(wǎng)集成不佳而導(dǎo)致的監(jiān)管政策反復(fù)(建議通過持續(xù)投資試點項目、廣泛分享最佳實踐知識來應(yīng)對),缺乏技術(shù)熟練的勞動力(建議進(jìn)行安裝人員和工程師培訓(xùn)計劃),以及網(wǎng)絡(luò)攻擊等威脅(建議與IT產(chǎn)業(yè)建立聯(lián)盟,加強(qiáng)電網(wǎng)集成方面的合作)。
貿(mào)易壁壘和供應(yīng)鏈的不連續(xù),也可能阻礙這一領(lǐng)域的發(fā)展,需要減少材料依賴性,并推動替代化學(xué)品研究,以確保技術(shù)成本持續(xù)下降。




