美国能源部发布的“储能大挑战”报告(二):全球储能市场概述

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美国能源部发布的“储能大挑战”报告(二):全球储能市场概述

一.全球储能市场概述本节总结了当前全球储能市场的预计需求以及每个市场状况。由于信息的可用性,对固定储能应用中与电网相关的部门进行了详细的调查,并按应用场景和区域市场进行了总结,其中包括美国各州和各种应用场合。

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图1.全球储能市场(2018年~2030年)

图1是对全球固定储能市场和电池在交通运输市场应用的年度预测。2030年的储能部署与2018年市场相比将增长四倍,电池部署总容量将达2,500GWh以上。这种增长的绝大部分是由于运营电动汽车(xEV)数量增长。实际上,电动汽车(xEV)的应用可能会采用高达4TWh电池。根据交通运输行业部署的假设,用于交通运输行业的电池年度部署是包括抽水蓄能设施(PSH)在内的固定储能系统年度部署的2~10倍。采用当前策略通常是较低的部署(将增长2倍),而较高的部署(将增长10倍)则采用有利于交通运输电气化的策略。这些场景在锂离子电池市场部分有更详细的描述。

抽水蓄能设施(PSH)需要与其余的固定储能系统区分开,因为它通常以MW(而不是MWh)表示,并且其储能时间通常不固定。在这张图中,根据18~24个储能小时的范围,估计其储能时间为21小时。

1.交通部门

铅酸电池目前主要用于SLI(启动、照明和点火)领域,由于它们可用于所有类型的车辆(内燃汽车、电动汽车和燃料电池汽车),因此目前在运输市场上占主导地位。随着全球汽车销量的增长,预计到2030年铅酸电池的销量将会缓慢增长。而移动性储能年度部署(目前仅占SLI的一小部分)可能会在2023年首次超过SLI应用领域,并有望在2030年实现爆炸式增长。移动性储能系统包括车载电池和氢储能。电动汽车和插电式混合动力汽车的蓄电池主要是锂离子电池。混合动力电动汽车可以使用其他种类电池,如镍金属氢化物电池。图2总结了交通运输领域储能的预计增长。

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图2.预计的全球年度运输储能部署

2.固定储能市场

图3提供了全球固定储能市场的细分情况,显示2018年的部署储能容量约为150GWh,到2030年的储能容量将增长到380GWh,到2024年将达到535GWh。抽水蓄能设施通常部署为交付周期较长的大型单一储能项目,因此其部署不会遵循平滑的增长曲线。当前,工业应用储能部署的年复合增长率为8%,显著高于与电网相关的部署。工业动力储能(例如叉车)是这个市场很大一部分,其次是UPS电源和电信行业应用。但是,到2030年,基于电网的应用将显著增长(复合年增长率为27%),超过工业应用。

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图3.按行业来源划分的全球年度固定储能部署预测

3.电网相关的储能部署

图4总结了按区域划分的与电网相关的全球储能部署量,2019年约为10GWh,预计在2030年将增加15倍,达到近160GWh,在此期间所有地区均显示出得到显著增长,其中中国储能市场增长最为显著,将增长8.6倍,2020年部署的储能容量为3.8GWh,到2030年部署的储能容量将为32.6GWh。而欧洲和美国将在同一时期增长5~7倍,美国将在2030年部署34.3GWh,欧洲将达到31.2GWh,其他国家和地区为11.4GWh。

需要部署储能系统与电网有关的转型是全球性的。世界其他地区是2030年部署量最大的地区,部署的储能容量为45GWh。

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图4.按全球各地划分的预计与电网相关的储能年度部署量(2015年~2030年)

彭博新能源财经公司(BNEF)在其2019年长时储能开发展望报告中也研究了与电网相关的应用的储能部署,并汇总在图5中。商业和工业(C&I)行业中太阳能+储能系统在这一时期的增长最快。彭博新能源财经公司(BNEF)预计该行业领域的年度支出将增长3.5倍,从2020年的86亿美元增加到2030年的301亿美元。

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图5.按应用场景划分的全球与电网相关年度储能部署(2015年~2030年)

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图6.预计按电力区域划分的与美国电网相关的累计部署量(2015~2022年)

如图6所示,从2019年到2022年,美国固定储能部署将增加两倍以上。预计在加利福尼亚州的储能部署将得到更快增长,而用于满足峰值需求和住宅储能的应用也将显示强劲增长。

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图7.按应用场合划分的与美国电网相关的累计储能部署(2015~2022年)

4.行业划分

图8详细介绍了全球工业储能领域的发展情况。该行业包括电信行业备用电源、UPS、数据中心、燃料电池汽车、内燃汽车和叉车等储能应用。预计到2030年,全球工业储能将增长2.6倍,其储能总容量将从60GWh增至167GWh。增长最高的是叉车(复合年增长率为8%),UPS电源和数据中心的增长率适中(复合年增长率为4%),而电信行业备用电源的需求则显示到2030年的增长率最低(复合年增长率为 2%)。

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图8.按应用场合预测的全球工业储能部署

数据中心的能源需求对于估算直流市场的规模非常重要。它是真实需求的混合功能,其中包括满足关键任务需求的能力。2020年数据中心的年度能耗估算约为200~1,000TWh。假设数据中心需要满足每天的平均负荷为600TWh,则需要部署23GWh储能系统。如果备份时间更长,则储能需求会增加。

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