面对飙升的电力成本和运营不稳定的电网,越来越多的家庭用户部署住宅太阳能发电设施和住宅储能系统以实现能源独立。而这一能源生态系统可以使家庭用户能够比以往任何时候都更高效、更经济地生产、存储以及管理清洁能源。
前言
随着欧洲正在经历前所未有的能源危机导致电力成本飙升,人们越来越多地将住宅太阳能发电设施视为
政策建议(1)欧盟及其成员国需要积极制定明确的2030年储能部署目标,并采取清洁的灵活性计划。在REPowerEU战略中,欧盟表现出到20331年部署100GW的太阳能发电设施和风力发电设施的雄心。这种可变可再生能源容量的扩张需要与储能系统和灵活性解决方案的并行部署相匹配。为此,迫切需要在欧盟及其成员国家建立2030年储能部署战略和目标。而制定全面战略,需要制定明确的目标和有利的监管框架,为投资者提供长期的可见性和确定性,并为欧盟各国和地方政府提供指导。
(a在欧盟层面,欧盟委员会应制定并启动《欧盟2030年储能战略》,在范围和雄心方面复制氢战略,包括部署至少200GW的储能目标。欧盟政策制定者应利用现有的欧盟资金来加速储能部署,并改善监管框架,以支持部署太阳能发电设施和储能系统业务案例。
(b)在欧盟成员国层面,政策制定者必须为快速部署储能系统创造条件,特别是住宅是不储能系统,这需要构建支持性的监管框架才能蓬勃发展。欧盟成员国应制定国家清洁灵活性计划,以监测绩效、评估需求并相应地制定部署目标。一个关键的里程碑是将这些计划和目标纳入计划于2023~2024年进行的《国家能源与气候计划》修订。
(2)欧洲新建和翻新的住宅建筑必须部署太阳能发电设施。当住宅太阳能发电设施和电池储能系统配套部署时,可以发挥更好的性能。这就是为什么越来越多的新型住宅光伏系统配套部署电池储能系统的原因。作为建筑能源性能指令(EPBD)的一部分,欧盟委员会建议新建和翻新住宅建筑部署住宅太阳能发电系统的规定应尽快在国家层面上得到落实。
(3)激励个人和集体的自我消费,以优化灵活性和电网拥塞管理。自我消费是需求侧灵活性的第一种形式:它激励消费者灵活消费,并使其更接近于电力生产。欧盟成员国应鼓励自我消费,以提高建筑物上部署的住宅太阳能发电设施和住宅电池储能系统之间的配套部署率。这有助于降低电价波动,减少所需的电网容量,并保护终端用户免受电价上涨的影响。类似地,点对点电力交易可以支持地方一级的拥堵管理。个人自我消费框架应在国家层面进一步推广,并纳入配电系统运营商(DSO)规划。
(4)加快建立需求侧灵活性的监管框架。配电系统运营商(DSO)在起草电网开发计划并建立框架以释放和激励灵活性时,必须评估其灵活性需求。作为其中的一部分,重要的是推出本地灵活性市场,而非市场灵活性解决方案也应并行推广。
(5)通过欧盟电池法规为电池设定适当的可持续性框架。欧盟立法者预计将在2023年初完成关于欧盟电池法规的三方谈判。这项新规定将提高电池技术的可持续性和安全性,包括固定储能应用。新规则必须避免不适当的最小可回收内容义务和数据访问要求。
2020年发生的新冠疫情对欧洲经济和市场造成严重影响,许多国家实施了重大封锁措施,而到2021年,欧洲面临一系列新的危机。
随着全球经济在新冠疫情导致的放缓后恢复增长,对能源的需求也有所增长,导致包括电力在内的价格大幅上涨。这种增长也反映在家庭应用上。欧洲平均电价在2021年首次超过0.19欧元/kWh,并在全年持续增长。2022年2月发生的俄乌冲突导致了欧洲大陆出现能源危机,随着冲突的持续,2022年电价趋势加速至新的高度(见图1.1)。

图1.1 2008~2022年欧盟家庭用户的平均电价
1、介绍
在这种背景下,欧洲越来越多的家庭部署和采用住宅太阳能发电设施和电池储能系统,以减少电费,提高能源弹性,同时降低碳足迹。技术进步使得电池储能系统遵循了太阳能组件成本和发电价格急剧下降的相同模式,这使得太阳能成为世界上许多国家和地区最具成本效益的能源来源。电池储能市场的显著增长以及电动汽车领域的快速发展,正在为电池行业大幅降低成本做出贡献。尽管由于发生新冠疫情导致全球贸易和经济衰退以及能源价格飙升,但电池价格在2021年逆势上涨并在2022年持续这一趋势,预计太阳能发电设施和电池储能系统应用成本的下降趋势将在“中等情景”的预测期内持续(见图1.2)。
图1.2 2017~2025年德国住宅太阳能和住宅储能系统成本发展趋势
在这种背景下,不断上涨的零售电价与太阳能发电设施及储能系统的电力价格之间的差距正在扩大。这一趋势在2021年就已经显现出来,到2022年变得更加明显,因为欧洲各地的能源价格飙升至历史高点,欧盟各国政府为此采取了不同形式的紧急措施,以遏制对家庭和企业的影响。
与此同时,虽然多年来住宅太阳能发电设施的电力已经比欧洲大多数市场的零售电力便宜得多,但电池储能系统的成本也在快速提高,即使这样,大部分欧洲国家的住宅太阳能发电设施和储能系统的电价也低于电网的电价。例如,德国的住宅太阳能和储能系统的平均电价在去年小幅上涨至0.147欧元/kWh,不到当时0.32欧元/ kWh电价的一半。虽然由于太阳能组件产品和劳动力短缺以及2022年发生的通货膨胀,太阳能发电设施的价格和安装成本都有所增加,但飙升的电价使得住宅太阳能和储能系统的商业案例更具吸引力。
由于俄乌冲突爆发,欧洲受到能源价格极端波动的影响,欧盟成员国正在努力减少对俄罗斯化石进口的依赖,以提高能源弹性。在这样的情况下,很难想象在中短期内零售电价会下降。相比之下,随着太阳能发电组件价格危机的解决,独立太阳能设施和住宅太阳能+储能系统的电价暂时上涨预计将会结束。
目前,住宅太阳能发电设施和储能系统的商业案例不仅仅是经济上的吸引力。许多家庭对于部署这些设施感兴趣,因为可以保证能源安全——尽管在大多数欧洲国家,电网故障似乎不太可能发生,但这对于媒体来说是一个备受争议的话题。因此,心理因素不应被低估,因为它比经济因素更能推动市场。
欧盟成员国的政策制定者正在寻找快速、经济、长期的解决方案来满足他们的能源需求,他们发现太阳能发电设施和电池储能系统是一个多功能、低成本的选择,可以保护家庭用户免受电力和天然气价格飙升的影响。此外,欧洲的供热和运输部门实现电气化需要智能解决方案来满足住宅层面不断增长的电力需求。太阳能发电设施、电池储能系统、热泵和电动汽车都可以很好地相互支持,如果提供正确的政策框架条件支持这一发展,就可以为所有部门快速淘汰化石燃料创造正确的协同效应。
2、2021年欧洲住宅太阳能和储能的市场发展
2020年,住宅电池储能系统在欧洲的能源市场上实现了两大里程碑:欧洲在这一年部署的电池储能系统的总储能容量首次达到1GWh;与此同时,欧洲在一年内部署的住宅电池储能系统首次超过10万套。
欧洲住宅电池储能市场在2021年进入了一个新的阶段,部署的住宅储能系统储能容量超过2GWh,与前一年相比基本上翻了一番,准确地说,增长了107%(见图2.1)。自从2014年以来,欧洲住宅电池储能市场从未出现过如此快速的增长。但当时的市场规模要小得多,从2013年的30MWh时增长到2014年的64MWh。从这个角度来看,2021年住宅电池储能市场的规模是2014年的35倍。欧盟各国在2014年仅安装了约9000套住宅电池储能系统,而到2021年,约部署了26万套住宅电池储能系统。
图2.1 2013-2021年欧洲住宅电池储能市场发展状况
值得关注的是,如果不是电池严重短缺限制了满足客户需求的可能性,并导致住宅电池储能系统的安装工作延迟数月的时间,其增长率可能会更高。这个问题在欧洲欠发达市场表现得尤其明显,需求的突然飙升让电池分销商感到意外,他们正努力为客户寻找电池产品。即使是比较成熟的住宅电池储能市场,也受到了电池短缺的困扰,在电池短缺和逆变器短缺问题得到解决之后,欧洲的电池储能市场将会快速发展。
在过去的几年,欧洲住宅电池储能市场主要依赖于少数几个国家的发展。例如,德国是欧洲迄今为止累计部署住宅电池储能系统储能容量最高的国家。在德国,住宅电池储能系统从完全的上网电价(FIT)计划转变为支持自我消费的模式,结合过剩电力的溢价,并得到其开发银行有吸引力的补贴计划的支持,而该补贴将逐渐被取消。意大利、英国和奥地利等一些国家住宅电池储能市场也开始发展,而欧洲其他国家几乎没有安装任何住宅电池储能系统。如今,欧洲部署的住宅电池储能系统储能容量迅速增长,随着能源价格近年的波动严重影响了欧的家庭用户,住宅电池储能业务案例在欧洲许不同的国家和地区变得越来越有吸引力。
欧洲电池住宅储能市场的增长速度明显高于欧洲光伏产业协会之前的预测。在欧洲光伏产业协会于去年发布的调查报告中,预测欧洲电池储能市场将增长28%,达到1.4GWh。市场环境的积极演变超出了欧洲光伏产业协会最乐观的预期:达到1.8GWh的装机容量,实际部署量增加了27%。
欧洲电池住宅储能市场的异常增长很好地反映在总储能容量的增长上。欧洲电池住宅储能系统的总储能容量从2020年的3.1GWh跃升至2021年的5.4GWh,同比增长74%(见图2.2)。与2021年不同的是,2022年的电池住宅储能市场增长率高于累计部署的增长率,这表明电池住宅储能系统的总储能容量已达到可观的规模,并且正在进入新的部署阶段。与五年前相比,电池住宅储能系统的总储能容量增长了13倍。
图2.2 2013-2021年欧洲累积部署的住宅储能市场发展趋势
需要强调的一个重要方面是,住宅储能系统和住宅太阳能发电设施之间的配套部署率正在上升。2021年,欧洲每安装10个新的住宅光伏系统,就会配套安装2.7个住宅电池储能系统(见图2.3)。然而应该指出的是,并不是所有新部署的电池储能系统都与太阳能发电设施配套部署。但电力价格的强劲上涨,以及越来越多独立部署的住宅太阳能设施退出其长期上网电价合同,将使这一领域也变得引人注目。然而,由于太阳能发电组件和安装人员短缺,安装人员的销售偏好是部署新的住宅太阳能发电设施和住宅电池储能系统,因为这样做有望获得更高的收入和利润。
由于住宅电池储能系统的部署(改造和新建)通常没有记录在监管机构的可再生能源统计数据中,因此很难确定欧洲新部署的住宅电池储能系统与住宅太阳能发电设施的平均配套部署率。而欧洲光伏产业协会的预测是根据对太阳能和储能行业利益相关者的采访进行估计。2021年,欧洲运营的大约14%住宅光伏系统配套部署了电池储能系统,与前一年的11%相比增加了3个百分点。
尽管住宅电池储能系统与住宅太阳能发电设施的配套部署率正在提高,但住宅电池储能系统尚未开发的市场潜力仍然巨大,考虑到欧洲90%以上的建筑仍然没有与太阳能发电设施配套部署,这种潜力就更大了。
作者:刘伯洵编译 来源:中国储能网
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