（四）国际资本进入储能市场培育新业态

资料来源：Wood Mackenzie

在德国过去的25年中，已安装了170万座太阳能发电装置，总装机容量超过45吉瓦。其中大多数是安装在住宅屋顶上容量低于30千瓦的太阳能发电设备。这为小型储能系统提供了广阔的发展前景。平均而言，使用电池可将光伏发电的自用比例从35%增加到70%以上。

根据CNESA对全球储能市场的长期追踪，目前Sunverge、Stem、Tesla、Green Charge Networks、Sonnen等全球主要的分布式储能系统集成商都在积极探索VPP模式，并形成了许多代表性的应用案例。根据日本经济产业省相关数据，日本国内可供VPP收集的太阳能电力规模预计将在30年内增加到37.7吉瓦，相当于37个大型火力发电站的发电量，可见作为电力调配的VPP发展前景广阔。

资料来源：BNEF

2011年，，FERC755号法令要求电网运营商按调频性能进行补偿。2012年11月，PJM为了引入准确但电量有限的储能资源，将调频信号分为两种信号：慢响应调节信号A（RegA）和快速响应调节信号D（RegD）。储能凭借快速的响应特性，在各类调频资源中表现优异，取代燃气机组成为PJM最大调频来源。储能资源为了实现能量中性有时执行与电网调频需求相反的操作。为此，PJM于2017年初修订市场规则，维持调频服务的能量中性，要求RegD资源将不再只提供短周期调频服务，储能系统也将被要求延长电网充放电时间。市场规则的修改意味着储能系统需要配置更大的容量和充放电周期，也大幅降低了储能的安装增速。

电力市场规则方面，美国对储能参加电力市场比较重视，美国联邦能源监管委员会（FERC）2013年发布792号法令简化小型发电设备并网流程，2015年发布745号法令允许消费端能源产品和服务参与批发电力市场，2016年开始就储能与分布式能源参与电力市场方面的规则进行建议征集和全面修改。2018年2月，FERC发布841号法令的草案，正式要求区域输电组织（RTOs）和独立系统运营商（ISOs）建立相关的批发电力市场模式、市场规则，包括储能技术参数，参与市场的规模要求以及资格等，以便使储能可以参与RTOs/ISOs运营的所有电力市场。针对市场参与模式、市场规则的建立，FERC提出四项标准（见表1）。在电力市场规则方面，除了FREC的841号法案外，美国储能产业发展的主要思路包括将储能列为独立的电力资产，定义储能参与电力市场的模式，降低储能参与电力市场的门槛等。

近年来，全球储能产业发展迅速。全球主要储能应用国家普遍通过完善电力市场规则、提供补贴和投资税收减免等措施支持储能市场发展，并逐步降低储能参与电力市场的门槛。众多储能技术路线中，抽水蓄能是全球迄今为止部署最多的储能方式，电化学储能紧随其后。从应用场景看，全球储能市场主要应用场景更加多元，应用最多的是参与频率调节市场，其次是参与能量时移。随着锂离子电池成本的快速下降，未来潜在的储能市场空间更加广阔。从电化学储能细分技术类别看，未来15年，固定式储能领域应用最多的仍将是锂离子电池，而液流电池、钠硫电池等技术则有望在长时储能应用中取得突破性进展。本报告从全球及典型市场储能部署、产业政策、热点技术应用场景及技术经济性等方面，分析了国际储能市场最新发展动向及趋势，供参考。

更低成本的太阳能系统出现在市场上之后，随着光伏补贴缩减，储能电池成本下降，储能行业发展步伐越来越快。家庭储能系统的价格取决于房屋或企业的大小、业主的能源需求、建筑物能接触到多少阳光，以及面板、电池和管理系统的质量。值得一提的是，电池储能的经济性并不是大多数电池系统购买者的唯一动机，甚至不是主要动机，他们希望独立于电力公司和不断上涨的电价，且希望为绿色能源作出贡献。

美国是全球储能产业发展较早的国家，也是目前拥有储能项目最多的国家，并拥有全球近半数的示范项目。截至2018年底，美国储能装机总规模达到32.9吉瓦，占全球比重的18.2%，2019年又新增装机523兆瓦。美国储能协会和伍德麦肯兹（Wood Mackenzie）的数据显示，在2019年第四季度部署的186兆瓦储能系统中，电网侧储能为103.8兆瓦，非住宅用户侧储能为42.2兆瓦，而住宅储能达到了创纪录的40.48兆瓦，是2018年第四季度的两倍。从地区上看，美国加州地区将继续引领全美储能产业的发展，夏威夷州、纽约州和德克萨斯州等地区的储能市场也开始呈现爆发趋势（见图2）。

四、趋势展望

[11]CNESA.全球电化学储能发展研究报告[R].2020.

表1  储能系统市场参与模式/市场规则必须满足四项标准

三、主要储能技术发展动态及应用

根据BNEF最新完成的全球储能系统成本调研，2019年一个完成安装的、4小时电站级储能系统的成本范围为300～446美元/千瓦时。成本范围之大也凸显了储能项目设计和安装过程的复杂性和多样性。2019年，4小时电站级储能系统的总成本基准为331美元/千瓦时，户用储能系统的总成本基准为721美元/千瓦时。根据GTM预测，到2025年，单位千瓦时储能电池成本将降至110美元，能源存储系统平衡（BOS）部分将降至85美元。

（四）电化学储能技术经济性分析

近年来，德国积极部署大型电池储能系统。2016～2017年德国有13个新项目投运，用于平衡电网系统，规模约138兆瓦。2018年，总部位于荷兰的电力供应商Eneco完成在德国Schleswig-Holstein的大型储能项目EnspireME。该项目储能容量超过50兆瓦时，由大约10000块锂离子电池组成。Eneco表示，这是迄今为止在欧洲开发的最大的单点电池储能项目。项目位于高压电站旁，可以帮助减少高压电站的常规能源损耗，同时提供主要的控制电源，减少风力涡轮机弃风现象。该地区的风电场将与电池存储设施连接，以便在发电量高时存储电力。

（四）德国

美国CAISO（California Independent System Operator，Inc）是加州电力市场的运营主体和加州电网的调度中心，服务于加州三千万人口，控制超过2.5万英里的输电线路，发电总装机容量超过5亿千瓦。CAISO是美国储能能量规模最大的地区，占到美国已投运项目44%的能量规模和18%的功率规模。加州储能以提供能量服务为主，应用领域比PJM更为多样。CAISO储能项目的平均功率规模为5兆瓦，平均储能充放电时长为4小时。

综合各研究机构的数据，储能成本自2010年以来一直呈下降趋势。2010～2017年锂离子电池价格下降近80%。尽管不同技术的价格有所不同，但各种类型电池的价格下降速度大致相同（见图4）。根据BNEF数据，2019年，全球锂电池组平均价格已经较2010年下降87%，降至156美元/千瓦时，中国锂电池组平均价格最低，为147美元/千瓦时。

以美国为例，内华达州公用事业委员会（PUCN）已批准Quinbrook与NV Energy签订为期25年的售电协议（PPA），用于克拉克690兆瓦AC Gemini太阳能+电池存储项目。该项目用于展示将光伏技术与储能相结合的能力，以捕获和利用内华达州丰富的太阳能资源，为NV Energy的客户提供低成本电力，在太阳下山后长时间保持照明，并可以为内华达州电力需求激增的傍晚高峰期进行调度。美国能源公司PacifiCorp发布了其长期能源计划草案，首次将电池储能确定为最低成本组合的一部分，到2025年规划的所有储能资源都将与新型太阳能发电相配套。

4. 大型电池系统

2. 产业政策与市场规则

从国外电力市场的经验来看，储能最有生命力、竞争力的是提供辅助服务。当前阶段，在调峰、能量时移方面，储能的技术经济性还有进一步提升的空间。而储能作为调频等快速响应的资源，已经在国外市场证明是非常有优势和竞争力的。例如储能在英国电力市场上可以参与的电力辅助服务主要为频率响应、容量储备、无功调节和系统安全四个方面，其中电池储能主要参与固定频率响应（FFR）的动态频率响应，英国国家电网电力系统运营商（ESO）定期公布英国未来一段时间内的调频需求，并且每个月都会举行招标。参与者可以针对未来某一个月甚至某连续的24个月，全天或者一天中的特定时间段分别进行投标，中标者需要按时实现容量的交付，并且与国家电网按投标价格进行结算。FFR主要可以分为三类服务，分别为：一级低频响应、二级低频响应和高频响应。英国储能市场增长的主要驱动因素包括先进调频、其他电网平衡服务等高价值电网服务合同。

战略规划与法规方面，2020年1月8日，美国能源部长Dan Brouillette宣布启动储能大挑战（Energy Storage Grand Challenge）以帮助开发下一代储能技术并将其推向市场，该计划旨在确保到2030年美国成为全球储能行业领导者。美国前瞻性储能政策的领导者是加州，加州在2013年就通过了一项计划，要求所有的公用事业公司（IOUs）到2020年采购1325兆瓦的储能。2017年，加州公用事业委员会又发布了第2868号法案，要求IOUs额外采购500兆瓦的分布式储能。弗吉尼亚州和内华达州也在2019年相继提出储能目标。目前，美国制定或已实施储能发展目标的州已经达到八个。同时，美国各州正在解决立法、行政命令、监管程序等众多问题，这些问题将影响储能系统的总体成本和价值、储能系统与电网的连接过程。仅在2019年，美国各州的立法机关就审议了30多项与储能部署相关的法案，十几个州的监管委员会处理了一系列影响储能部署的监管程序。

●PJM区域电力市场中储能参与情况

从地区分布来看，2019年美国、中国的储能项目累计装机规模居于全球前两位，美国33.4吉瓦，中国32.3吉瓦。当年新增规模中，欧洲装机量新增1吉瓦时，较2018年的1.4吉瓦时下滑28.6%，韩国新增装机约2吉瓦时，同比下滑50%。2018年韩国电化学储能累计装机量一度排名全球第一，这得益于韩国推行的可再生能源配额制以及电费折扣计划。根据中关村储能产业技术联盟（CNESA）全球储能项目数据库的不完全统计，截至2019年底，中国已投运的储能项目累计装机容量为32.3吉瓦，同比增长3.2%，装机规模增长速度有所降低。

资料来源：DOE

据统计，截至2019年底，欧洲电池储能市场的装机规模达到3.5吉瓦左右，德国占比达到31.4%，德国的电池储能容量达到1.1吉瓦，同比上升41%，预计2020年底将达到1.4吉瓦。其中，公用事业级储能项目2019年新增89兆瓦，累计规模达453兆瓦，2020年累计规模将会增加至517兆瓦。另一方面，2019年德国家用电池储能市场继续发展，已投运家用储能容量达680兆瓦，新增240兆瓦，共有18.2万套系统，主要用于与屋顶光伏系统或者与电动汽车搭配。根据德国贸易促进署的数据，德国用户侧储能系统将以年度超过5万套的速度持续安装，并在2020年突破20万套储能系统的安装量。