德国进入家庭储能时代

随着电池技术的成熟，以及德国政府电池储能补贴政策的出台，电网调频市场与家用储能市场引爆了德国储能市场。

2015年11月2日，由中国电力科学研究院牵头的国家电网公司科技项目“储能用钛酸锂电池及储能系统研制”项目顺利通过国家电网验收。该成果不但能保障我国以特高压电网为骨干的互联大电网安全，也能促进可再生能源大规模入网。

而在储能领域，德国已开始大规模商业化利用。电网调频和家用储能市场获得极大发展。对我国储能技术的商业化利用有一定借鉴意义。

调频、调峰市场广阔

在遵循“厂网分开”和交易机构独立原则的德国电力市场，输电企业既不可以从事发电业务，也不可以成为交易商。但是，它们依然要负责电网频率的调度，从而维护电网的稳定性。因此，它们要么得在调频市场进行电力交易，从而对电网实现充放电；要么得增加硬件投资，例如购买变压器，或者扩充电网。

调频市场通过网上公开拍卖的形式进行，而输电企业可以在这里交易未来一段时间内所需的充放电服务。其中，一次调频市场对技术的要求颇高，它要求服务商能够在输电企业发出调频需求的30秒钟之内作出反应。这种实时需求的特性，吸引了电池储能技术提供商的兴趣。

欧洲的一次调频市场每周进行一次网上拍卖。传统上来说，发电站会预留一些发电设备，从而为电网提供充放电服务；或者，电力服务公司会整合工业用户的资源，从而为电网提供充放电的商业化服务。但是，既然输电企业的电网有充放电的需求，为什么不用电池来实现这项服务呢？

电池储能提供者在赢得输电企业标的后，将在未来一周为输电企业预留足够电池容量。当这些电池接到输电企业的充放电指令时，电池设备就可以自动进行相关操作。

伴随着日益增加的研发投入，作为储能介质的电池价格大幅降低；与此同时，电网技术亦不断提高，这让电池储能的商业化运作成为可能，进而让电网得以更好地平衡光伏、太阳能等可再生能源所带来的波动性，让可再生能源更大比例地接入电网。

以德国科技企业Younicos为例，其并非电池生产企业，而是从市场上采购来电池，再自行设计软件系统。这套设备可以将充放电的反应速度提高到200毫秒（即，0.2秒）之内。

“除了提高电池反应速度以满足电网的稳定性要求外，还可以通过软件设计，以优化电池的工作环境，从而提高电池的寿命。”Younicos公关经理赫瑟曼泽（Philip Hiersemenzel）表示，“因此，同样是三星的锂电池，但考虑到电池在不同工作环境下的状态差异，三星给了我们20年的电池担保，远远高于它为电动汽车企业提供的担保期限。”

当然，这些储能企业关注的不仅仅是这个“现成”的一次调频市场，它们更将目光瞄准了连接可再生能源的微电网系统。

此外，大型电池储能提供商还在开发包括租赁在内的新商业模式。在这个模式下，一个小区分散化的剩余发电量可以集中储存到一个电池中，从而给终端用户提供电力服务。

除了调频市场，调峰市场亦被资本市场看好。

传统的储能技术用抽水的方式，利用剩余的电量将水抽至高位蓄存，并在用电时利用水的势能发电。根据美国能源部2013年12月发布的报告，美国的电网储电装机容量为24.6GW，约占发电量的2.3%，其中95%为抽水蓄能。

然而，风投涌动的美国市场在储能法案与公私联营项目的推动下，电池储能市场发展十分迅猛。在非抽水蓄能的1.2GW装机容量中，有26%为电池储能，约为312MW装机容量。

相比之下，国际电池储能市场发展水平则明显滞后。

根据2013年6月的彭博储能市场观察报告，意大利电池储能的装机目标容量为75MW，日本为30MW，韩国为154MW。

而美国市场与技术的突飞猛进，正拉动其他工业国的电池储能发展。以Younicos为例，这家发源于德国的企业，在2014年兼并了美国电池储能技术公司Xtreme Power，从而获得了后者在夏威夷的兆瓦级储能管理经验，和在得克萨斯的36兆瓦级风电储存智能电网管理经验。

家用储能备受关注

在金融危机前全球光伏产能激增，与金融危机后光伏市场需求量降低的双重推动下，德国从2009年开始，家庭屋顶太阳能发电价格直线下降。

德国联邦外贸与投资署推算，以缅因河畔的法兰克福地区为例，家庭屋顶太阳能发电在2011年初实现“电网平价”即：家庭太阳能发电价格与家庭电网购电价格持平。

当时，居民电价约为0.25欧元/千瓦时。考虑到光照时间和家庭用电时间错开，德国居民的家庭发电量仅占用电量的30%，其余用电需从电网购买。但由于德国采取了包括提前废止核电在内的一系列能源转型举措，德国电价持续上涨。

与此同时，德国的并网补贴自2009年后也大幅减少。以装机容量30KW的居民屋顶项目为例，并网补贴价格从2004年0.57欧元/千瓦时的历史高位，一路降低到2014年的0.12欧元/千瓦时。这使得居民一方面要面对持续增长的购电电费，一方面要面对持续走低的自发电并网补贴。

幸运的是，由于电池技术的突破，以及电池生产出现规模经济效益，电池价格亦大幅跳水。

国际可再生能源机构（IRENA）今年发布的数据显示，电池价格自2011年至今已降低50%，并有望在2020年相较现在再降低50%以上。

并网电价补贴逐步淡出的德国，开始将补贴政策转向对电池储能系统的补贴。

2013年5月，德国政府通过政策性银行——德国复兴信贷银行（KFW）对家用太阳能电池储能系统进行补贴。

KFW截至2015年的数据显示，2013年至2014年，德国光伏发电电池储能系统装机数量增长率超过50%，并在2015年4月达到1万余套。目前，德国家庭光伏发电装机数量有150万套。

欧盟委员会估计，如果家庭光伏发电系统的峰值总功率为1.5KWp（p指峰值），储电时间2小时，即3千瓦时的电池，可将自产光伏电量占家庭耗电量的比重，从原先的30%提高到45%到75%。因此，德国联邦外贸与投资署预计，2016年家庭光伏发电与电池储能系统将达到“电池平价”，即：光伏发电费用加电池储能系统的成本价与居民购电价格持平，约为0.32欧元/千瓦时。

德国、意大利之外的其他欧盟国家，在实现“电网平价”后，也纷纷采取淡出并网补贴的政策。

分析公司IHS在2014年发布的数据显示，全球家庭光伏发电电池储能装机容量，将从2014年的90MW增长至2018年的900MW，其主要增长市场为德国、意大利与英国。电动汽车领军者特斯拉也在2015年4月，推出7千瓦时与10千瓦时两个版本的低成本家用电池产品Powerwall。

欧盟委员会在2015年7月发布的报告亦显示，这种鼓励家用光伏储能设备的政策，也有助于提高电动汽车的使用率。来自移动储能市场和固定储能市场的双向利好，使得电池价格降低与电池工厂投资相互促进。特斯拉亦在2015年3月宣布，在美国内华达州建立电池工厂Gigafactory。预计2020年建成时，其年电池产量将达到35GWh。

除了居民光伏电池储能市场，一些公司也开始瞄准工厂这一类耗电大户。通用电气公司（GE）在柏林的混合电站是用电池和储热设备两种储能介质，对热电联产和光伏发电两种发电模式进行优化，从而调节自己工厂的峰谷用电。目前，这套设备仍在测试阶段，尚未完成一个年度生产周期。endprint