中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊:2023年6月,美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)發(fā)布了《大規(guī)模電池儲(chǔ)能成本預(yù)測研究報(bào)告——2023年更新版》(Cost Projections for Utility-Scale Battery Storage: 2023 Update)。該項(xiàng)研究主要描述了公用事業(yè)規(guī)模鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本和性能預(yù)測,重點(diǎn)是持續(xù)4小時(shí)的長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。成本預(yù)測主要通過分析新近發(fā)表的各種包含公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能成本的研究報(bào)告和各類出版物得到的。各類有關(guān)儲(chǔ)能成本分析的報(bào)告和出版物表明,隨著時(shí)間的推移,電池儲(chǔ)能成本下降的預(yù)測數(shù)值差異很大。
下圖ES-1顯示了從各種文獻(xiàn)(以灰色線條顯示)中收集的一系列儲(chǔ)能成本下降預(yù)測(標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)),以及NREL 2023更新報(bào)告中設(shè)定的低、中、高成本預(yù)測(以黑色粗線顯示)。
圖ES-2則顯示了基于各文獻(xiàn)預(yù)測的4小時(shí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體資本成本。2030年的儲(chǔ)能成本(低、中、高情景)分別為245美元/千瓦時(shí)、326美元/千瓦時(shí)和403美元/千瓦時(shí),到2050年,則儲(chǔ)能成本分別下降到159美元/千瓦時(shí)、226美元/千瓦時(shí)和348美元/千瓦時(shí)。
具體數(shù)據(jù)如下表:
2023年更新報(bào)告中的成本預(yù)測值(實(shí)線)與2021年成本預(yù)測報(bào)告(Cole, Frazier, and Augustine 2021)中的數(shù)值(虛線)的比較。【2022年未更新】實(shí)際成本有所升高,三種情景下高、中成本有更大的下降趨勢。低成本情景近期下降趨勢大但預(yù)計(jì)2025年后下降空間變窄,成本高于2021年預(yù)測值。
2023年更新報(bào)告中的成本預(yù)測值(實(shí)線)與2021年成本預(yù)測報(bào)告(Cole、Frazier和Augustine,2021年)中的值(虛線)的比較,所有值均根據(jù)2020年的 "中間成本"情景的預(yù)測值進(jìn)行了歸一化處理(normalized to the “Mid” cost projection in the year 2020)。
此外,本報(bào)告還討論了電池可變化的運(yùn)維成本、壽命和效率,并根據(jù)報(bào)告所調(diào)查的系列出版物選擇了一個(gè)推薦值。
儲(chǔ)能成本預(yù)測背景:電池儲(chǔ)能成本在過去的十年變化迅速。2016年,NREL發(fā)布了一套公用事業(yè)級鋰離子電池的成本預(yù)測方法(Cole等人,2016)。2016年的預(yù)測很大程度上還依賴于電動(dòng)汽車電池的預(yù)測,因?yàn)楣檬聵I(yè)規(guī)模電池成本的預(yù)測基本上還無法獲得持續(xù)時(shí)間超過30分鐘的預(yù)測。到了2019年,NREL根據(jù)專注于公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的報(bào)告和出版物,對其電池成本預(yù)測進(jìn)行了更新(Cole和Frazier 2019),并分別于2020年(Cole和Frazier 2020)和2021年(Cole、Frazier和Augustine 等人,2021)發(fā)布了更新版本。2022年該數(shù)據(jù)沒有更新。2023年更新版本報(bào)告,利用2021年、2022年和2023年初發(fā)布的數(shù)據(jù),再次更新了成本預(yù)測數(shù)據(jù)。
預(yù)測方法:NREL對成本和性能的預(yù)測主要采用基于文獻(xiàn)的方法,通常根據(jù)文獻(xiàn)中的低值、中值和最高值進(jìn)行預(yù)測。NREL采用的文獻(xiàn)列表如下。
NREL利用的文獻(xiàn)包括BNEF的BULLARD、EIA年度能源展望、IEA世界能源展望報(bào)告、LAZARD儲(chǔ)能成本報(bào)告、WoodMackenzie美國LCOE成本預(yù)測報(bào)告等16個(gè)來源。各具體報(bào)告及來源,可參考文末附錄參考文獻(xiàn)。
NREL表示,由于電池儲(chǔ)能的價(jià)格和部署情況預(yù)期變化迅速,因此僅使用2022年和2023年發(fā)布的出版物信息進(jìn)行預(yù)測。除了上表中列出的出版物外,NREL還使用了電力研究所(EPRI 2020)在2020年發(fā)布的運(yùn)維(O&M)和性能假設(shè)報(bào)告,但剔除了其成本預(yù)測,因?yàn)樵搱?bào)告發(fā)布于2022年之前。
NREL表示,根據(jù)已公布的數(shù)值進(jìn)行成本和性能預(yù)測存在許多固有的挑戰(zhàn)。首先是各種公布出的數(shù)值的定義尚不明確。例如,美元年份、上線年份、持續(xù)時(shí)間、放電深度、壽命等往往不同,運(yùn)維也并不總是以相同的方式定義(甚至根本沒有定義)。因此,NREL報(bào)告中提供的一些數(shù)值,還需要根據(jù)指定的來源進(jìn)行解釋。其次,許多已公布的數(shù)值本身會(huì)將其公布的預(yù)測值與其他預(yù)測值進(jìn)行比較,因此目前尚不清楚這些預(yù)測值在多大程度上相互依賴。多重預(yù)測則會(huì)使基于某個(gè)預(yù)測做出的預(yù)測結(jié)果比其他預(yù)測有更大偏差。此外,由于實(shí)際電池系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集相對有限,且成本變化迅速,因此尚不清楚如何對不同的電池預(yù)測數(shù)值進(jìn)行加權(quán)處理。例如,2022年下半年新發(fā)布的預(yù)測數(shù)字,是否應(yīng)比之前發(fā)布的預(yù)測權(quán)重更高?或者某些機(jī)構(gòu)可能更擅長預(yù)測或捕捉供應(yīng)鏈中斷等問題,是否應(yīng)給予更高的權(quán)重?
考慮到對目前擁有的文獻(xiàn)保持中立的調(diào)查,NREL在報(bào)告中對所有的成本預(yù)測取相同的權(quán)重。特別是NREL分析其他文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn),這些預(yù)測中要么引用了NREL報(bào)告之前的更新數(shù)值,要么引用了年度技術(shù)基線,而這個(gè)基線的數(shù)字往往也依賴于NREL已發(fā)布的成本預(yù)測報(bào)告。因此,如果將所有最新發(fā)布的預(yù)測一股腦兒加入,無疑會(huì)造成已知的冗余(如上述多重預(yù)測問題所示),因此有的數(shù)值并未包括在此次更新中。在某些情況下,NREL將此前的工作作為預(yù)測的起點(diǎn),然后進(jìn)行微調(diào)以更好反映分析師對電池儲(chǔ)能定價(jià)的看法。此外,報(bào)告成本值全部按消費(fèi)價(jià)格指數(shù)轉(zhuǎn)換到2022年美元計(jì)算,會(huì)考慮到通脹情況進(jìn)行調(diào)整。另外,新報(bào)告只考慮4小時(shí)鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)預(yù)測。
預(yù)測結(jié)論:報(bào)告認(rèn)為,電池儲(chǔ)能成本在過去幾年中變化迅速,因此有必要對長期規(guī)劃模型和其他活動(dòng)中使用的儲(chǔ)能成本預(yù)測進(jìn)行更新。最新更新的預(yù)測值,基于新近發(fā)布的儲(chǔ)能成本進(jìn)行。新的預(yù)測包括了范圍廣泛的儲(chǔ)能成本,既包括當(dāng)前的成本,也包括未來成本。從近期而言,一些預(yù)測顯示儲(chǔ)能成本在上升,而另一些預(yù)測則顯示成本有大幅下降,到2025年,儲(chǔ)能成本的下降介于-3%到36%之間。
NREL的預(yù)測工作,采納了多種文獻(xiàn)中的正?;杀窘档吐?,得出的結(jié)論是:到2030年資本成本將降低16-49%,到2050年成本降低28-67%。當(dāng)然,NREL的成本預(yù)測中還包括假定的運(yùn)維成本、使用壽命和充放電效率(round-trip efficiencies),并將這些性能指標(biāo)與其他已發(fā)布的數(shù)值進(jìn)行比較。
報(bào)告認(rèn)為,有多種因素可能會(huì)影響未來成本的變化,包括市場需求情況、供應(yīng)鏈擴(kuò)張或受限情況、與電動(dòng)汽車等其他行業(yè)的相互作用,以及材料成本和可獲得性影響等等。