中國儲能網(wǎng)訊：過去一年中，一連串有關電力存儲技術進步和發(fā)展前景的新聞震驚業(yè)界，這些新聞分別來自美國能源部(DOE)和特斯拉汽車。2014年4月21日，美國能源部發(fā)布“四年能源審查”第一部分，其主要內容是改善國家的能源基礎設施，其中特別指出了“能源傳輸、存儲和分配。”同年4月30日，特斯拉首席執(zhí)行官艾倫?馬斯克宣布了公司的兩項新業(yè)務：一是能源墻—可以反復充電的家用鋰離子電池(容量為10千瓦時或7千瓦時)；而是電源組—供電網(wǎng)使用的電池（容量為100千瓦時）。
以上2個新聞只是去年一系列讓人眼花繚亂的規(guī)劃、市場開發(fā)、報告和統(tǒng)計數(shù)據(jù)中的一小部分。這些充分說明電力存儲是電力行業(yè)無可爭辯的重要事件。美國能源信息署近日表示，過去五年，美國非水電存儲容量翻了一番，達到 350兆瓦。綠色技術媒體和電力存儲協(xié)會發(fā)布的一份報告估計，2014年美國儲能市場比上年增長了40%，增加值為62兆瓦，并預測2015年增加值將為220兆瓦。儲能市場的增長并不僅限于美國：劍橋能源研究協(xié)會預測，到2022年全球可用于電網(wǎng)的儲能將達到40GW。
一、電力存儲的好處
與圍繞電價扣減和屋頂太陽能的討論不同，電力存儲很少引起爭議。原因顯而易見—電力存儲為整個電網(wǎng)提供了諸多好處。在布魯金斯學會已經進行的研究中，來自不同部門的相關各方把存儲描述為“零排放能力”、“時間價值”的來源，以及“一個讓間歇性資源更有價值的偉大方式?！笔聦嵣?，電力存儲有助于整個電力系統(tǒng)更有效地運行以及為大家提供一些東西：
1.從大規(guī)模輸送角度，它可以提供輔助服務，如頻率調節(jié)；
2.在發(fā)電領域，它有助于整合不穩(wěn)定的可再生能源供應；
3.在傳輸過程中，它可以緩解擁堵；
4.在分配中，它可以提供峰值容量支持；
5.在客戶端，它可以提供后備電源和儲存多余的現(xiàn)場能源發(fā)電。
隨著屋頂太陽能的廣泛使用，用戶對家用太陽能與電力存儲的混合計量表現(xiàn)出極大的熱情。太陽能城市公司與特拉斯合作提供了一個屋頂太陽能和電池產品包；Sungevity公司與Sonnenbatterie公司也將合作提供太陽能加電池的集成系統(tǒng)。華爾街也意識到到太陽能加電池的市場潛力。2014年5月，巴克萊銀行稱“我們認為分布式太陽能和住宅級電力存儲的成本下降趨勢可能會影響現(xiàn)在的市場情況?！?014年8月瑞士銀行集團表示：“太陽能系統(tǒng)和電池將成為電力系統(tǒng)的顛覆性技術?！?
二、一個新興的儲能市場
對于儲能的熱情已延伸到公用事業(yè)領域。在最近的一次實用深度調查中，公用事業(yè)公司的高管們被要求選擇他們應該投資的三大技術。他們中的大多數(shù)人選擇了儲能技術。原因顯而易見：儲能的好處在于有助于公用事業(yè)提高可再生能源發(fā)電，整合客戶場所的分布式發(fā)電，管理峰值負載等。事實上，正如電力存儲協(xié)會政策主管凱瑟琳·漢密爾頓最近在約翰霍普金斯大學主持的有關儲能的對話中指出，美國2014年電力存儲總容量中，90%在公共事業(yè)領域，10%在客戶端 (后者大多數(shù)在商業(yè)部門)。
推動新興儲能市場發(fā)展的是相互關聯(lián)的政策因素和儲能系統(tǒng)（特別是電池）成本的下降。
首先，在州和聯(lián)邦層面，我們看到越來越多的扶持政策和法規(guī)出臺。漢密爾頓解釋說，關于儲能的主要支持政策有：增加不穩(wěn)定可再生能源發(fā)電、彈性解決需要、電網(wǎng)創(chuàng)新、美國環(huán)保署的清潔能源計劃(CPP)。關于清潔能源計劃，在接下來的15年中，除了降低化石燃料的發(fā)電量，需要400億瓦的峰容量—電力存儲為實現(xiàn)以上峰容量將發(fā)揮巨大作用。
主要政策措施的例子，包括加州在A.B. 2514號令的授權下，到2020年政府從三個投資者擁有的公用事業(yè)中采購1.3兆瓦電力。此外，夏威夷、紐約和新澤西也積極推動儲能產業(yè)的發(fā)展。聯(lián)邦能源管理委員會(FERC)755號令號召國際標準化組織允許儲能參與輔助服務市場，專門提供頻率調節(jié)服務。
其次，儲能系統(tǒng)的成本也在下降。據(jù)一項研究估算，電動汽車鋰離子電池組的成本在2007年和2014年間每年下降8%。美國電力研究協(xié)會預測，到2022年鋰離子電池的價格會是2010年價格的四分之一。
這些政策和技術趨勢正在影響著市場，2014年11月的兩大公告足以說明這一點。南加州愛迪生公司(SCE)公布了其采購訂單—設計開發(fā)資源組合來取代退役的圣奧諾弗雷核電站和幾個大型天然氣發(fā)電站，儲能能力達260MW。德州最大的輸電和配電公司—昂課公司宣布計劃在電力存儲方面投資50億美元以上。
三、電力存儲面臨的挑戰(zhàn)
然而，電力存儲也面臨著重要挑戰(zhàn)。首先，電池存儲成本居高不下。拉扎德公司最近的平準化電力成本分析表明，電池存儲成本雖然有所下降，但仍遠高于其他技術。成本問題不僅在于電池本身。正如羅仕證券清潔技術分析師克雷格·歐文在約翰霍普金斯大學討論會上強調的，降低基礎支持設施的成本—譬如冷卻系統(tǒng)（特別是大的兆瓦規(guī)模）和逆變器是成本整體下降的關鍵。他補充說，還有一些其他需要改進的方面，如開發(fā)一個系統(tǒng)的場地規(guī)范方法，對買家就特定供應商提出的技術進行培訓。
此外，過去20年的重要經驗之一是“你必須有自己的供應鏈。”在這方面，特斯拉與松下合作投資20億美元建設的超級鋰電池工廠每年可以為50萬輛車提供足夠的鋰電池，這可能會有助于降低電池成本。歐文認為，相對于其他電池45-50美分/瓦時的成本，如今在特斯拉的S型成本中85千瓦時電池的成本約為25美分/瓦時。特斯拉的目標是把成本降至10美分/瓦時，這將有助于降低全球鋰電池成本，但它會影響其他化學電池的競爭力。此外，特斯拉的商業(yè)模式中還有一些其他需要解決的問題，尤其是在住宅區(qū)充電成本方面。
其次，需要支持性的政策和監(jiān)管框架協(xié)助創(chuàng)造市場。PJM公司的例子能說明問題。美國去年部署的62兆瓦儲能中，三分之二在PJM公司負責的范圍內。事實上，在聯(lián)邦能源管理委員會的755號令的推動下，在使用規(guī)模方面，最大的市場是PJM公司負責的地區(qū)。PJM高級商務解決方案分析師斯科特·貝克說，目前PJM市場有100兆瓦儲能，另有 500兆瓦可用，這表明“這個市場顯然沒有放緩” 。但是，總的來說，輔助服務批發(fā)市場很小，貝克稱其為“證明儲能能力的起點，有待批發(fā)市場的發(fā)展” 。
然而，儲能供應商參與批發(fā)市場競爭的挑戰(zhàn)之一是收入不穩(wěn)定。索尼電腦娛樂公司最近采購的260兆瓦電力存儲改變了這一情形。愛依斯電力公司儲能項目市場分析主管科琳·呂肯說，該公司在PJM市場中不僅是一個商人，而且已獲得競爭性采購電力購買協(xié)議（PPA），可以靈活提供儲能容量：索尼電腦娛樂就是購買了愛依斯電力公司在西部洛杉磯盆地的100兆瓦電池儲能。這項收入遠遠超過在PJM投標輔助服務的收入。
第三，制定正確的政策和監(jiān)管框架需要理清電力存儲在不同應用中的貨幣價值。最大的挑戰(zhàn)是，儲能的靈活性—它可以提供的服務—很難適用現(xiàn)有監(jiān)管規(guī)則。正如愛依斯電力公司的呂肯強調：“為充分利用能源存儲的價值，你需要打破從收入來源看市場的觀念，要能夠為客戶的不同需要提供便利服務?！甭?lián)邦能源管理委員會能源政策和創(chuàng)新中心代理主任阿尼·奎因也贊同這個觀點，他說：“我們需要從儲能適合什么領域的問題向是否它是正確的解決方案轉換?！边@方面已有所進步。奎因相信：“批發(fā)市場朝著需求為主發(fā)展，在這里我們明確想要的服務，然后支付。”
四、電力存儲接下來會怎么樣?
總之，在公用事業(yè)和消費者客戶端上，能量存儲均有著巨大潛力。成本需要下降，但長期的發(fā)展軌跡表明這將實現(xiàn)；激勵儲能的政策法規(guī)需要繼續(xù)實施以刺激市場發(fā)展。美國能源部四年一次的能源評估邁出了正確的一步，提倡建立“一個推動電力存儲發(fā)展的策略框架” 。
短期內，很可能電力存儲的大部分市場和未來布局將集中在電網(wǎng)領域的競爭市場如PJM公司，但索尼電腦娛樂的采購凸現(xiàn)了政策和監(jiān)管對促進競爭性購電協(xié)議的影響。此外，加州的投資者根據(jù)國家授權已啟動了第一輪儲能拍賣，在今年秋天最終的項目選擇將提交加州公用事業(yè)委員會批準。
長期看來，在客戶端太陽能加儲能會越來越經濟。事實上，如電力存儲協(xié)會的漢密爾頓所說，住宅儲能市場的三大區(qū)域是加州，亞利桑那州和夏威夷，他們的共同點是擁有很多太陽能。但在選定的市場之外，住宅用級別的儲能系統(tǒng)，如特斯拉的電源組，在未來5至10年不可能帶來電網(wǎng)的巨變。但重點是，特斯拉的通告和最近的其他消息是令人興奮的，因為它顯示了一項技術的進步和潛力，而這項技術將為電網(wǎng)提供多種應用和益處，惠及你我。
譯自：5月8日美國www.brookings.edu編譯：工業(yè)和信息化部國際經濟技術合作中心 宋曉明 朱占鋒
