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储能商业模式的危与机

作者:刘可依 来源:能源评论杂志 发布时间:2019-08-21 浏览:
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中国储能网讯:在德国,作为“能源界下一个大事件”,储能技术被赋予了多重期望:德国退煤关键因素之一、能源转型的纽带。其背后不可忽视的原因是,可再生能源的迅速发展推动了储能技术进步和商业模式创新,也给电网、公共事业甚至家庭用户都带来巨大的改变。

2018年德国的户用储能系统迎来了大爆发,户用电池系统安装量达到10万个。伴随着越来越多的电池系统安装和应用,储能的商业化推广不断深入,除了传统的能源公司,越来越多的初创公司加入到储能行业,试图探索出更多的商业模式。特别是随着电力系统分散化的发展,也对电力系统的灵活性提出了更高的要求,催生了储能市场的繁荣。

毫无疑问,新的商业模式将颠覆传统的能源商业世界。从欧洲和美国来看,大型能源公司和小型初创公司由于进入储能行业的路径不同,往往采用了不同的商业模式。

大型投资路径

公共事业规模的储能项目,往往服务的是当地的公共事业公司或者是用电需求较大的用户,商业模式较为固定,也是大型电池投资商容易进入的商业路径。目前,主要有以下4种商业模式:

一是电网调频服务。传统调频服务系由煤电厂或天然气发电厂来实现,但电池可以比化石燃料工厂更快、更准确地提供频率调节服务。在成熟的电力市场中,独立的电池运营商往往以竞标方式出现,也就是电池所有者在电力市场中每一个小时进行竞拍,表明它愿意接受或交付一定数量的电力(例如20兆瓦),提供调频服务,之后从电网获得收益。电网运营商或ISO(独立系统运营商)通过拍卖设定频率调节服务的价格。如果每兆瓦时的拍卖价格是25美元,电池所有者拍卖容量是20兆瓦,那么它的收益就是每小时500美元。

二是收费协议模式。由储能电池的投资商为当地公用事业公司提供储存电力服务而收取费用,以便在预先商定的使用参数范围内对存储系统进行充电或放电。费用可能是以一个可变的小时费用,也可能是固定容量支付,也有可能是两者的结合。尽管这是能源储存系统最具银行业务的商业模式,但在此模式下签订的合同数量相对有限。

三是买入卖出模式。电池所有者在非高峰时段,也就是电价便宜的时候购买电力,并在高峰时段将其卖回电网。该模型侧重于基于时间的套利。最常见的用途是中等规模的储能项目。例如2017年,特斯拉在南加州爱迪生公司的Mira Loma变电站安装了一台20兆瓦的锂电池系统。电池系统在太阳能系统达到最大值的中午前后充电,并在傍晚高峰时段释放电力。该项目是对2015年Alison Canyon天然气储存设施大量泄漏导致电力短缺的应急响应的一部分。从某种程度上,储气库泄漏推动了电池储存系统的增长。

四是将大型电池与太阳能或风能项目配对,规定了电池电力输入电网的斜率,并使项目能够通过提供辅助服务来获得额外收入。特斯拉与考艾岛公用事业合作社(KIUC)在一个太阳能发电厂附近投资了一套52兆瓦时锂电池系统。根据协议,KIUC同意以每千瓦时13.9美分的价格从电池系统购买电力20年,这比它在晚上用电高峰时从现有柴油发电厂购买电力要便宜。

商业地产模式

除了较为大型的储能项目,在欧美,因为太阳能屋顶系统的接入,越来越多的家庭用户进行了储能电池的投资,目前德国很多家庭已经开始接受这项技术。

国际可再生能源署(IRENA)预计到2030年,储能电池价格将下降50%至66%。住宅电池的迅速普及对已建立的公用事业构成了挑战,据统计,德国所有新住宅太阳能光伏系统中约有一半是与电池同时安装。而针对这种分散式储能电池,又涌现出了不同于大规模储能的商业模式,被称之为分散储能的商业模式(behind-the-meter models)。

一种商业模式是储能投资方出资安装电池,保留电池系统所有权并向客户收取使用费或按照客户节省的能源费用提取百分比,这会减少客户的电费支出。储能公司使用软件来预测电池的使用量以及何时有备用容量。这种计算方法和PPA价格计算方法类似。一般这种储能公司在说服客户时会说:“我们会在你的场所放一块电池,将使用软件对其进行管理,以便监测和管理您的能源使用情况,从而帮助您节省资金。您需要支付一定费用。这是一项固定费用,您可以将其目标设定为节省至少两倍的能源费用。”

由于电池规模的不同,所以成本取决于节能费用和设备投资成本。这种模式的服务对象一般是商业地产。在此种模式下,电池投资方与客户签订10年的合同,类似于太阳能屋顶电力购买协议。此种模式专注于商业而非住宅,通过人工智能和大数据对客户的能源消费进行管理。它以秒为单位为客户捕获用能数据,提供实时计量,并在没有他们参与的情况下可以实现五分钟甚至更少的调度响应服务。

另外一种商业模式是将电池租赁给客户。通常为10年,收取固定的租赁费。

虚拟电厂到来

在过去的很多年间,公共事业公司一直在寻找用电高峰期电力供应短缺的补充者。随着户用电池系统的增加,出现了一种业界较为流行的商业模式,一种通过管理多个电池系统构建虚拟社区的方式被一些初创的储能公司使用。一些家庭电池用户选择与虚拟社区中的其他电池所有者分享他们自己产生的能量。

根据德国家用电池制造商Sonnen的说法,这种方法可以完全消除对传统公用事业的需求。该公司在澳大利亚计划建立世界上最大的住宅电池网络,通过连接“虚拟电厂”中的4万户家庭,搭建了名为SonnenFlat的平台,该平台允许电池系统的所有者参与市场。需要安装屋顶太阳能系统的客户支付少量月费,以换取年度消费津贴、少量月费取代传统使用费(以千瓦时计价)和固定供应费(以日计价),这可以使居民用电成本远远低于从电网购入。作为回报,Sonnen可以通过向电网运营商提供调频服务使用其电池容量来获得更多收益。该公司声称,德国的一个类似项目为每位客户一年创造550美元的经济价值。

德国公用事业公司E.ON表示,据该公司统计,66%的太阳能电池储能客户全年发电量超过消费量,这些客户可以通过公用事业公司及储能公司已经提供的“虚拟存储”无限期地存储其电力,从而实现完全自给自足,这种“太阳能云”与银行账户类似。

公用事业危机

分散式光伏系统的进一步推广可以显著推动能源转型,如果德国上千万户房主在其屋顶上安装了光伏+储能系统,并通过使用绿色电力实现自给自足,毫无疑问,这种业务模式对于大型售电公司来说是个坏消息。如果户用家庭实现了70%电力的自给自足,留给这些大型公共事业公司的只有0.3个客户,而不是一个客户。

然而目前还有许多问题等待解决。比如,储能的应用特别是在一些特定的领域并非完全用经济效益来衡量:电池的使用可以为不同的利益相关者带来许多好处,例如减少温室气体排放,提高系统灵活性,降低升级现有基础设施的成本,并提高供应安全性。因而,储能的投资并非只有商业利益这一标准,上述因素就很难在现有的定价体系下用货币衡量。再比如,电池可以帮助改善偏远地区的供应安全性。目前,还没有固定的方法来评估反映储能在供应安全等方面的社会价值。

当然,机会也有很多,新技术与其他领域技术的融合也给储能商业模式创新提供了更多的可能性。例如区块链技术的发展使得储能技术在金融领域得到应用。该技术为点对点交易提供了一个平台,它可以促进个体能源生产者(而非集中生产者)之间的能源交易,从而增加家庭电池等分散能源的使用,并且在不同地点开发跟踪项目。当然,这种应用取决于新技术的发展、监管环境的变化以及市场给予的反应。

根据麦肯锡的说法,储能电池的普及将产生巨大的赢家和输家,因为储能的价值将随着成本下降的速度、公用事业的适应方式、灵活的第三方以及监管而发展。“从现在开始,公用事业必须了解储能的发展以及它们如何改变能源世界”,麦肯锡警告说。  

(作者系行业资深人士)

关键字:储能商业模式

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