分布式储能的商业模式对比分析

武利会，岳 芬，宋安琪，邱太洪，董 镝，罗容波，范心明，李 新

（1广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山 528000；2储能在线（北京）科技有限公司，北京 100022)

1 全球分布式储能发展现状

分布式储能的应用场景多样，主要包含用户侧、分布式电源侧和配网侧，且多以独立的储能系统、储能与分布式电源相结合（如光储系统）或微网等方式呈现。中关村储能产业技术联盟（CNESA）根据目前全球分布式储能的实际应用，将各个场景按照应用场地、不同用户类型和应用目的等进行分类，如图1所示。

不同国家，由于市场环境、政策机制、可再生能源以及分布式能源的渗透程度，发展目标等不同，不同的国家对于储能的定位、储能发展路径、支持力度和方式也不同，也就造成分布式储能的应用重点、收益来源、模式以及经济性等存在差异。部分国家分布式储能项目主要应用分布详见图2，各地分布式储能的主要应用领域及收益流见表1。

根据CNESA全球储能项目数据库的不完全统计，截止到2018年底，全球分布式电化学储能投运规模为5.4 GW∙h，占全球电化学储能投运总规模的50.6%，其中以建设在工商业侧、进行电费账单管理的储能系统较多，约占分布式电化学储能总规模的65%[1]。

图1 全球分布式储能各应用领域规模分布（截止到2018年底）Fig.1 Global distributed ES capacity distribution (By the end of 2018)

图2 主要国家分布式储能装机规模（截止到2018年底）Fig.2 Distributed ES capacity of typical countries (By the end of 2018)

1.1 中国

中国的分布式储能以海岛和微网项目为开端，依托峰谷电价差较大的工商业领域取得了长足地发展。其中，以工业峰谷电价差普遍在0.7元左右的江苏、广东等经济条件好、优质客户较多的区域为主，项目普遍采用能源管理合同的方式，投资回收期通常在7年以上[2]。

主要参与主体包括浙江南都电源动力股份有限公司、江苏中天科技股份有限公司、深圳市科陆电子科技股份有限公司等储能系统供应商，为用户提供从产品供应到运维的一揽子服务。从市场主体多元化的角度来看，在各个环节没有更细化和专业的市场分工，同时社会资本也很难参与。

表1 主要国家分布式储能的收益流Table 1 Distributed ES value chain of different countries

从收益流来看，在分布式储能领域占绝对主导地位的工商业储能项目，主要通过峰谷价差套利获得收益，且电价调整带来的不确定性风险高，潜在收益如容量电费削减和需求响应收入等，还存在应用价值难以核算、基准线设置不合理等各种问题。

1.2 韩国

在韩国，工业部门的电力消费占电力总消费的一半以上，因此储能在此领域具有降低电费账单的巨大潜力。从模式来看，第三方所有储能资产的租赁模式和用户所有储能资产的模式均较为普遍。从收益流来看，在韩国的激励政策下，安装光伏加储能混合系统的用户，一方面获得更高的REC权重（可再生能源证书）、另一方面可以自发自用降低电网购电量进而降低电费支出。仅安装储能系统的用户，在“储能电费折扣计划”的支持下，利用储能系统削峰可以获得多倍的补偿。在政策的支持下，部分大型用户侧储能项目的投资回收期能够缩短至3～4年。

1.3 美国

在美国，加州是分布式储能应用的代表。加州工商业用户的需量电价高、屋顶光伏渗透率超过20%，以及当地政府为储能项目提供的初装补贴等成为推动用户侧电池储能安装和模式成型的关键因素[3-4]。通过借鉴原有分布式光伏的推广模式，分布式储能项目呈现出“租赁”“收益共享”等多元化模式发展路径。另外，近年来，分布式储能聚合模式试验项目也开始在美国得到试验。

美国分布式储能市场中参与主体较多，提供的服务也较为多元化，除了常规的储能产品供应、安装及运维等服务，还提供包括贷款、融资、储能资产管理、软件管理与控制等增值服务，如图3所示 。

从收益流来看，需量电费削减、初装补贴是储能设备所有者最大的两个收益来源。根据估算，在用户侧储能项目的头五年收益中，加州储能初装补贴-SGIP补贴提供的收益占到总收益的40%～50%，没有此项补贴，加州用户侧储能项目的商业模式无法成型[5-6]。

图3 美国40个用户侧储能市场参与主体提供的服务及提供此项服务的企业数量占比Fig.3 Landscape and services of U.S.behind-the-meter energy storage market players

1.4 日本

光伏上网电价的持续降低、用户侧售电价格的提升以及应对灾害的需求等因素激发了用户购买储能，一方面用于降低用电成本，另一方面用作灾备。在商业模式方面，日本在4个智能社区试验项目中已经测试了多个储能商业模式。社区储能交易的商业模式，光储模式和电池梯次利用模式较受欢迎。

从市场格局来看，日本市场较难进入，以本地储能系统供应商为主。但近些年来，Sunverge、Stem等公司通过与日本三井物产合作部署虚拟电厂项目，进入日本用户侧储能市场。

从收益流来看，提高光伏自发自用降低电费支出成为用户购买储能系统的最大收益来源。其他收益来源还包括日本政府出台的光储系统初装补贴和虚拟电厂项目资金补贴。

1.5 德国

德国在实施创新电池储能商业模式方面处于领跑者的地位。基于区块链、电力系统2.0（其中一个重要要素是聚合）等理念，德国成为第一个创建社区储能商业模式以及将储能纳入电费套餐模式的国家。

从分布式储能的市场参与主体构成来看，德国本地小型家用储能系统供应商较多，家用储能的市场份额主要集中在Sonnen、LG化学、E3/DC、SENEC、Solarwatt、Varta等厂商手中。根据EUPD的数据，2017年上述公司的市场份额占家用储能市场总额的80%。海外厂商中，除了LG化学，中国企业比亚迪股份有限公司、沃太能源南通有限公司、美国特斯拉也占据一定的家用储能市场份额。如图4所示。

在德国，租赁模式面临多重制度障碍，用户采购储能设备并拥有设备所有权的模式占主导[8]。如何将用户所有的储能设备整合起来创造增值服务成为德国储能设备供应商挖掘创新模式的重点。因此，从收益流来看，除了德国联邦政府和州级的设备初装补贴以及提高光伏自发自用带来的电费节约收益，用户还有望通过参与电力市场获得的辅助服务收益、通过“隔墙售电”获得额外收益等多渠道价值。

图4 2017年德国家用储能系统市场份额[7]Fig.4 Residential Market Players Market Shares in Germany[7]

1.6 澳大利亚

澳大利亚的商业模式与德国类似。户用储能，主要是小型光储混合系统在分布式储能市场占据绝对优势地位。由于各州的电价水平、FIT机制、光照条件的不同等，使得家用光储系统的投资回收期在7～12年不等。

目前，澳大利亚的分布式储能系统安装商为用户提供的电池产品主要是锂离子电池产品，包括Alpha-ESS、LG Chem、Tesla Powerwall 2、Enphase AC Battery、Sonnen Batteries、Pylontech等电池品牌。逆变器产品包括Redback、Sungrow、SolaX ＆ Goodwe等品牌。可以看出，澳大利亚用户侧储能市场中主要被海外品牌占据。

在澳大利亚，分布式储能项目（主要是家用光储系统）的收益来源较为简单，主要是自发自用光伏电力，节约电费开支，在阿德莱德、堪培拉等个别州/地区，可获得一定的初装补贴，在墨尔本、阿德莱德等地，还有望参与澳大利亚公用事业公司AGL等公司主导的“虚拟电厂”计划，获得额外收益。

2 分布式储能商业模式分类

从上述主要国家分布式储能的实际应用情况来看，尽管储能应用价值日渐清晰，但是在目前储能设备成本仍然相对较高的情况下，仅靠单一收益尚无法保证项目实现良好的投资回报。特别对于用户侧储能项目，业主通常不具备公用事业公司或大型电力公司的强大财务实力，在没有激励政策的情况下，难以承担项目高昂的初始投资成本。对此，全球领先的分布式储能系统供应商都在积极通过创新的商业模式来促成用户侧储能项目的落地。依据资产所有权模式、商业运营、应用领域、价值收益、市场结构以及资产成熟度的不同，现将各国分布式储能项目的商业模式归结为以下几类：“以租代售”模式、共享节省电费收益模式、虚拟电厂模式、社区储能模式、能源服务套餐模式等[9]。

2.1 “以租代售”模式

储能项目开发商将储能系统租赁给用户，用于降低高峰电费和需量电费、提供备用电源。租赁期可以根据目标用户或产品应用灵活设定，用户每月支付租金，涵盖设备使用费、运维费用、软件费用、安装成本、税费等。储能项目开发商利用第三方资金购买储能系统，运行租赁产生的稳定现金流作为开发商的融资基础。

针对用户每月交付的租赁费，大多是固定的数额。租赁费以项目投资成本为基础进行核算，而租赁费与用户电费账单节约量之差很大程度上又决定了客户是否有兴趣租赁储能设备。以Stem公司与用户签订的储能租赁合同为例，有时用户节约的电费是向Stem支付的租赁费用的2倍，有时则是3倍或4倍，这取决于用户每个月实际的负荷削减。根据Stem的估算，除非用户节约的电费数额达到其向Stem交付费用的2倍以上，否则很难吸引客户安装[10]。

“以租代售”是目前分布式储能领域应用范围最广的投资运营模式。美国的Stem公司、Green Charge Networks公司、德国的Entega公司等利用该模式为用户提供储能服务。

2.2 共享节省电费收益模式

该模式指的是储能项目开发商和业主之间分享储能收益的策略。这种模式与租赁模式有类似，也有不同。比如两种模式都需要用户按照节约收益的一定比例或一定数额向储能资产所有者进行支付。通常租赁费是基于开发商的固定投资成本进行测算的，多为固定数额，而共享收益模式则通常按照收益的比例进行分成，这个数额根据每月的电费节约数额而变动。共享节省电费收益模式在家庭用户中比较少见，主要以工商业用户为主。

除此之外，从目前两种模式开展的实际情况来看，共享收益模式单独应用时，合同期一般较长，在10年及以上。同时，共享收益模式常常和虚拟电厂模式、社区储能模式等结合使用。而租赁模式的合同期呈现短期化趋势，如Younicos最初提供的租赁合同期最短为2～4年，但是从2019年起可以接受月租形式。用户只需支付租金，以及部署和拆卸费用，但不会有其他额外费用或风险。

2.3 虚拟电厂模式

公用事业或第三方公司通过一个中央控制室将居民、商业用户、工业用户拥有的，与智能电网相连的储能系统集合起来，通过分析、控制并优化储能系统运行，参与电网服务获取应用收益。“虚拟电厂”模式正是储能追求多重应用价值的产物。经过统一调度和管理的分布式储能系统不仅可以参与电力市场通过调频、备用容量等应用获取收益，而且对于输配电系统可以发挥电压支持、延缓输配电扩容升级、需求响应等方面的应用价值。根据GTM Research的预测，全球虚拟电厂每年的收益从2016年的15亿美元将增加到2023年的53亿美元，而美国2023年将占总额的37亿美元。目前，国际市场中英国Moixa、美国Stem、德国Sonnen公司等都在利用该模式为用户开拓储能项目收益渠道，中国国内市场以国家电网和南网公司为代表也开始通过搭建项目接入平台，布局虚拟电厂业务[11]。

在虚拟电厂模式中，能够将储能系统聚合起来进行分析、优化控制的软件（有的称为“云平台”或“中央控制室”）非常关键。软件需要按照一定的时间周期从建筑负荷中获得数据（Stem的AI软件Athena是每秒读取），并从市场中获得价格信息，同时收集小时级的天气信息。针对每一个建筑、每个市场、每个电费的信息，软件都需要进行实时管理。当公用事业要求实行需求响应时，软件能够找到优化点，帮助用户节约更多的钱[12]。

2.4 社区储能模式

社区储能模式的一个典型案例是德国Sonnen Batterrie公司于2015年推出的Sonnen Community计划。根据该计划，其会员/用户将光伏电力存入电池储能，存储的电力被用于自消纳，社区用户之间的电力交易，以及提供电网服务。电力用户只需支付一个固定费用（低于从电网购电的电费）即可。这种模式的潜在热点区域是德国、美国和澳大利亚。澳大利亚自2016年底已经开始在White Gum Valley项目中开始试验这种模式[13]。同时期，美国也开始在部分社区推广这类模式。

另外，社区储能模式中，除了将区域中的多点储能聚合起来进行交易，还有一种方式是将许多安装了光伏的电力产消者与一个独立的大型中央电池系统相连进行电力交易。2016年澳大利亚的Perth，Alkimos Beach启动了一个类似模式的社区试验，100个屋顶光伏与1.1 MW∙h锂离子电池相连，光伏开发商Synergy运维该系统[14]。2015年，MVV Strombank项目开始示范社区储能模式，利用一个大型电池储能系统进行社区电力交易[15]。

2.5 其他衍生模式或混合模式

事实上，储能市场中还有很多上述模式的衍生或混合模式。比较常见的混合模式是运行租赁模式/共享节省电费收益模式与虚拟电厂模式的混合。如，美国Stem,Inc.公司分别于2017年6月和8月将其开展租赁模式的储能项目聚合起来构建虚拟电厂，参与现货市场交易并响应调度。

针对衍生模式，目前比较常见的是将售电和储能相结合，为用户提供能源服务。如德国公司SENEC利用储能和智能管理系统，通过开发一系列能源服务套餐，为用户提供附加值较高的能源服务，为国际上的其他储能设备供应商或能源服务商提供了示范样本[16]。

3 分布式储能商业模式的发展趋势

3.1 储能服务

“储能服务”，即“将储能作为一种服务而非产品提供给用户”，这一理念已经愈来愈获得业界的认同。尽管与直接销售产品相比，这种方式对企业来说更为复杂，但用户较高的接受度使得在这一理念下呈现出的解决方案拥有较高的市场认可度。

用户较高的认可度体现在：①资产的长期所有会导致资产搁浅和资金占用。用户对于电池寿命，以及其投资能否在寿命期内转化为收益通常无法有效判断，更希望看到价值产生之后再付出成本。因此用户更愿意采购服务，而非拥有资产；②当市场条件发生变化的时候，服务解决方案比单纯的产品供应能够提供更大的灵活度。例如，补贴机制、电价或者市场规则发生变化时，用户能够比较容易适应新的变化，企业也拥有较大的运作与调整空间；③用户通过与一个服务供应商签订合同，就能获得系统设计，管理与运维等“一站式”服务，对用户来说操作简单，容易接受；④新技术持续不断地在市场中更新迭代，成本也在持续下降，用户会陷入到“等待产品更便宜”的恶性循环中[17]。而提供灵活的“储能服务”则能有效规避这些问题。

3.2 共享

目前分布式储能的另外一个发展趋势就是“共享”。电池的本身特性决定了其能够满足不同的需求。将共享理论赋予电池运行是为了增加盈利性，为不同的用户创造更高的价值，分摊成本的投入[18]。本质上就是在考虑循环次数和日历寿命的同时，适度增加运行小时数。

电池共享可通过两种方式实现：①一个投资者或用户能够将其电池系统提供给其他用户以增加其收入；②不同用户之间的联合所有，或一个拥有大量第三方用户的独立的电池投资商所有。即，电池既可以拆分容量给不同的用户（横向分享），也可以一天不同的时间做不同的应用，也可以两种方法混合。尽管还需要解决多个用户使用权的协调、单个应用场景的收益是否会下降以及相关的政策以及监管方面的问题与障碍，但分布式储能朝着“共享、互惠”方向挖掘多重价值的趋势已经非常明显。

3.3 聚合

由于分布式储能具有规模小、分布散的特点，多点聚合成为分布式储能发展的趋势之一。而在这个过程中，如何将储能以及其他资源整合起来提供更多服务，并对这些资源进行管理和管控成为关键。为此，一个新的市场角色——资源聚合商日益在储能市场中活跃起来。通常，资源聚合商需要具备三项能力：①将大量分布式发电商和电力用户集合起来；②与灵活资源服务采购者签订合同并执行；③提供聚合资源的软件平台，以控制硬件响应灵活资源服务指令的调用[19]。

资源聚合商的优势是能够为电网、用户以及储能资产所有者提供额外的收益与服务，其提供的服务正日益受到电网公司等采购方的认可。英国国家电网的网站列出了其认可的19家提供商业化资源聚合服务的公司，它们有的是独立的负荷集成商，如Flexitricity Limited、KiWi Power Ltd等，有的是能够提供聚合服务的大型能源供应公司，如意昂集团、法国电力公司、Npower。同时美国、英国、澳大利亚、德国等纷纷研究并调整政策，为资源聚合商调整市场规则，准许其参与更多的市场竞争[20]。可以看出，分布式储能从“点”向“面”的价值转化正日益被各方肯定及接受，未来在能源互联网、智能电网、智能社区等理念的推动下，分布式储能的商业模式有望进一步深入与创新。

4 总 结

综上所述，可以看出，多元化分布式储能商业模式的形成得益于良好的监管政策和激励措施，如初装补贴、退税机制、峰谷电价机制、电力市场对分布式储能的良好接受度等。除了外部条件，从发展趋势来看，市场参与者若想携新兴商业模式脱颖而出还需要具备以下条件：一是将储能与需求响应资源融合在一起的能力，既包括在储能资产中嵌入需求响应控制系统的能力，又包括与合适的资源聚合商合作的能力；二是是否具有完善的解决方案。这要求其能够承受和适应未来由于监管政策和收益链调整而带来的改变，同时还应最大化地为用户提供价值收益；三是拓展用户的能力，即是否能够为用户提供简单明了的方案，是否方便客户参与，是否为用户提供了服务。好的商业模式在内外部条件兼具的情况下，才能经得住市场的考验。

值得注意的是，上述模式通常不是单一存在的，储能的多重供应以及灵活配置使得储能系统的所有者可以同时获得多个合同，获得多重收益以覆盖高额的系统成本。因此，储能本身的技术特性就决定了不同的商业模式之间互相交叉，互为补充。