電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/黃山明)據(jù)Trendforce數(shù)據(jù)顯示,2024年全球儲能新增裝機(jī)量有望達(dá)到74GW/173GWh,同比增長33%與41%。其中。中國、美國、歐洲地區(qū)仍占全球總量的85%。
以美國為例,過去幾年,美國一直是全球最大、增速最快的儲能市場。美國儲能行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,已形成技術(shù)多元、市場活躍、政策支持、參與者眾多的繁榮景象,在全球儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演著重要角色。
美國儲能發(fā)展史
儲能技術(shù)的研究始于20世紀(jì)后期,初期主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容器等非電池儲能技術(shù)。鋰離子電池技術(shù)也在這一時(shí)期逐漸成熟,并開始應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品。
隨著可再生能源(尤其是風(fēng)能和太陽能)的發(fā)展,儲能作為解決能源間歇性和波動(dòng)性問題的關(guān)鍵手段,開始出現(xiàn)一些小規(guī)模的示范項(xiàng)目,如用于電網(wǎng)穩(wěn)定和備用電源的電池儲能系統(tǒng)。
到了2000年代中期,美國開始通過研發(fā)資助、稅收優(yōu)惠、示范項(xiàng)目補(bǔ)貼等方式,鼓勵(lì)儲能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。例如,美國能源部(DOE)設(shè)立了多個(gè)儲能技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。同時(shí),部分地區(qū)開始允許儲能資源參與電力批發(fā)市場,如加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商(CAISO)率先將儲能納入輔助服務(wù)市場。
2003年以來,美國大型儲能容量增加,同時(shí)隨著鋰離子電池成本下降和技術(shù)進(jìn)步,電池儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性逐步提高,開始有商業(yè)化的儲能項(xiàng)目投入運(yùn)營。
到了2010年以后,包括加利福尼亞州、紐約州、馬薩諸塞州等州通過立法或行政命令設(shè)定儲能部署目標(biāo),極大刺激了市場發(fā)展。例如,加州在2013年設(shè)定了1.3GW儲能部署目標(biāo)。
2016年,美國安裝了197MW的大型電池儲能項(xiàng)目后,美國的年新增電力容量達(dá)到了歷史最高水平。而在2017年,美國第一個(gè)大型電池儲能裝置投入使用,到2017年底,就有708MW發(fā)電量投入運(yùn)行。
除了大型儲能,在小規(guī)模的電池儲能上,如2013年,美國加利福尼亞州制定了一項(xiàng)儲能任務(wù),要求其投資者所有的公用事業(yè)公司到2024年在輸電、配電和客戶層面安裝1325MW的儲能裝置。
發(fā)展到2016年,美國的公用事業(yè)公司報(bào)告顯示已經(jīng)有超過66MW小型儲能容量,其中超過60%的電力裝載商業(yè)部門,31%裝在工業(yè)部門。值得一提的是,美國小規(guī)模儲能容量中,有近90%都在加利福尼亞州,特別是由四家公用事業(yè)公司擁有,即南加州愛迪生(SCE)、太平洋天然氣和電力公司(PGE)、圣地亞哥天然氣電力公司(SDGE)、薩克拉門托市政公用事業(yè)區(qū)。
據(jù)EIA的數(shù)據(jù),截至2022年底,美國獨(dú)立儲能、光伏配儲運(yùn)行規(guī)模分別為4.28GW、3.24GW,占比達(dá)50%、38%。2023-2024年計(jì)劃獨(dú)立儲能、光伏配儲規(guī)模為11.37GW、10.77GW,占比50%、47%。
美國儲能產(chǎn)業(yè)鏈
根據(jù)美國EIA對多種能源類型的比較,如風(fēng)能、太陽能和儲能,隨著能源儲能市場和應(yīng)用的發(fā)展,美國將以電池儲能為代表,進(jìn)一步深入發(fā)展。目前應(yīng)用在儲能當(dāng)中的電池主要以化學(xué)電池為主,其中鋰離子電池占大容量電力裝機(jī)容量的80%以上。
鎳基電池是美國最早在一些大型電池儲能系統(tǒng)中使用的電池,不過鎳基電池雖然具有高能量密度和可靠性,但循環(huán)壽命相對較低。相比之下,鈉基電池更受歡迎,截至2016年底,占美國裝機(jī)大型電力容量的3%。
此外,鉛酸電池作為蓄電池的代表之一,雖然已經(jīng)逐漸被淘汰。但截至2016年底,在美國安裝的大型電池儲能容量中,鉛酸電池仍占2%-3%。
根據(jù)Wood Mackenzie的統(tǒng)計(jì),2021年美國電化學(xué)儲能新增裝機(jī)達(dá)到3.58GW/10.5GWh,占全球新增裝機(jī)約38%,增速連續(xù)兩年超過200%。
市場結(jié)構(gòu)上,美國儲能市場分為表前市場(大型儲能,如公用事業(yè)儲能)和表后市場(戶用及工商業(yè)儲能)。表前市場主要服務(wù)于電力系統(tǒng)層面的需求,如新能源配儲、電網(wǎng)調(diào)峰填谷、增強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活性等;表后市場則側(cè)重于用戶側(cè)能源管理、備用電源、需求響應(yīng)等。
以戶儲市場為例,數(shù)據(jù)顯示2020年美國儲能市場,特斯拉市占率達(dá)73%排名第一,LG市占率12%排名第二,其次為SolarEdge、Enphase、Sonnen等美歐品牌。在大型儲能上,F(xiàn)luence等本土集成商采購寧德、LG等電芯,在建設(shè)運(yùn)營方面較為強(qiáng)勢。此外,系統(tǒng)集成商還包括W?rtsil?、AES Energy Storage、Powin Energy等,負(fù)責(zé)儲能項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、設(shè)備集成、安裝調(diào)試等工作。
到了2021年,Tesla、BYD、Enphase 分列前三。其中Tesla仍以55%的高市占率位列首位。而LG卻由于發(fā)生多起著火安全事故,極大打擊了消費(fèi)者對該品牌的信心,大規(guī)模的產(chǎn)品召回也嚴(yán)重影響到了LG在美國市場的市占率。
值得一提的是,來自以色列的Solaredge為美國頭部戶用逆變器供應(yīng)商,其戶儲產(chǎn)品已經(jīng)在歐洲市場大量出貨,深圳科士達(dá)是Solaredge電池pack重要供應(yīng)商之一。此外,在美國銷售的通用GE部分戶用儲能產(chǎn)品,則是有國內(nèi)的固德威貼牌生產(chǎn)。
不過美國消費(fèi)者更認(rèn)可品牌力,在戶儲產(chǎn)品中,除了比亞迪、浙江艾羅(Solax)以外,幾乎就找不到其他國產(chǎn)品牌,美國光儲系統(tǒng)安裝商市場高度集中。數(shù)據(jù)顯示,2020年,前十家安裝商占據(jù)全美60%以上的市場份額,其中Tesla和SunRun各占20%左右,遠(yuǎn)高于其他廠商。
從趨勢來看,美國儲能市場仍然呈現(xiàn)爆發(fā)式增長的態(tài)勢,但美國市場進(jìn)入的壁壘較高,本土品牌也較為強(qiáng)勢,目前中國企業(yè)大多參與上游環(huán)節(jié)的供貨。
小結(jié)
作為全球最大的儲能市場之一,得益于其在光伏和風(fēng)電裝機(jī)量的快速上升,以及國家政策和儲能技術(shù)的推動(dòng),美國儲能市場也得以快速增長。同時(shí)美國在電化學(xué)儲能方面有顯著的發(fā)展,特別是鋰離子電池技術(shù),并且積極推動(dòng)可再生能源的整合和利用??梢灶A(yù)見美國儲能市場將繼續(xù)保持快速發(fā)展的趨勢,并對全球能源轉(zhuǎn)型產(chǎn)生積極影響。
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