储能电池

家用储能电池成本仍居高位 距规模应用还需时日

2019-07-01 08:48:01 中关村储能产业技术联盟 作者:曹正新

近日,Renew Economy.的固定撰稿人David Leitch发布了一篇题为“Residential batteries are five times more expensive than electric car batteries”的分析文章,该文章将动力电池和公用事业规模级电池、家用储能电池的成本构成做了分析对比,从分析中发现,家用储能电池成本受逆变器和安装费用的影响,其总体成本是动力电池成本的五倍多。CNESA对原文进行了编译和整理,以下为文章主要内容:

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基于每千瓦时的安装成本(美元),家用电池的安装成本约为电动汽车所用电池的5倍。除了电池本身的费用,家用电池比动力电池多出来的费用,主要来源于除电芯外,储能电池系统中其他部件的成本费用。

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虽然家用电池的价格超过动力电池的价格,但随着家用储能电池技术不断成熟,产能不断增加,家用储能电池的价格也很有可能像现在动力电池的价格一样开始不断下降。如果电池制造商真地开始致力于储能电池的成本下降,那么对于占比家用电池储能系统成本造价最高的其他部件的成本,也将随之下降。

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图 1:不同应用场景下电池的造价成本情况

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数据来源:

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BNEF, NREL,Solarchoice.net.au, Customer channel

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与此相反的是,家用电池的成本要么保持不变,要么还会上升。下图由彭博社(BloombergNEF)所制。

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图2:2013-2018年汽车电池成本构成图

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注:单位:澳元

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数据来源: BNEF

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从图中可以看出,BOS(除电芯外的其他部件)成本下降得最快——每年大约下降25%,而电芯成本每年则下降23%。在此基础上,一辆电动汽车安装一套售价为1.5万澳元的60KWh的电池组,在每行驶100公里消耗19KWh的条件下,可达到300公里的行驶里程。从目前的成本来看,要让电动汽车真正进入主流市场,该成本还需降低一半,这或许还需要5年时间。但本文就此先不做重点讨论。

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在公用事业规模储能电池系统中,BOS(除电芯外的其他部件)成本占比较大

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作为本文将重点分析的内容,首先分析一下60MW公用事业规模储能直流电池的成本构成。

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下图的数据源自NREL 2018年的一篇文章,该组数据所要显示地是在不同使用时长下,60MW公用事业规模储能电池成本组成情况。60MW电池的使用时长可以达到30分钟(30MWh)至4小时(240MWh)。

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图3:0.5h-4h电池成本构成情况

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如图3所示随着电池规模的不断扩大,电芯成本没有什么变化,但其他部件的成本会随着规模的扩大而大幅下降。如图1所示,以美元/KWh计算,4小时公用事业规模电池的成本是动力电池成本的两倍多,尽管4小时公用事业规模电池的大小也是汽车电池大小的四倍;如果再将1小时公用事业规模电池和同等容量的动力电池(比如特斯拉)相比的话,前者的造价是859美元/KWh,是后者造价251美元/KWh的3倍之多。

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这似乎主要代表的是逆变器的成本:汽车运行主要依靠直流电,但在电力系统和所有其他成本上,大量的成本也得到了节约。

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动力电池的总成本为176美元/KWh,而公用事业规模中电池中,仅仅电芯的成本就要达到209美元/KWh。因此,在公用事业规模的电池成本构成中,2/3的费用是汽车制造商可避免的日常管理费用。然而,这一领域也可以是公用事业规模电池可降成本的一个重点开发领域。

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不过,和抽水蓄能一样,公用事业规模的电池安装是定制式安装,这可能会对成本产生一些永久性的影响。

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用户侧储能市场中,BOS(除电芯外的其他部件)成本占比更大

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在工商业用户侧储能领域,特斯拉是该领域的主导玩家,其主要产品为1MW或2MW的的Powerpack。据相关资料显示,总电池成本约650澳元/KWh,除电芯以外BOS的成本约250澳元/KWh。

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家用电池——尚未起航

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最后,本文将探讨一下用户众多,但却有些滞销的家用储能电池领域。根据www.solarchoice.com.au网站的统计,6-10KWh的预装电池平均价格约为1120美元/KWh。在浏览该网页时,我们发现特斯拉的Powerwall很可能会延期交货,但比上面的平均报价要便宜一些。

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家用电池应该能够像动力电池一样,通过供应链一体化,实现规模化经济效益。虽然目前家用电池成本构成中,逆变器和安装费的花费仍然居高不下,但在实现规模化生产以后,其价格都会随着生产规模的扩大而不断下降。

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ITK认为,家用电池具有极大的潜力,可以增强电网的恢复力,为消费者提供更多的自主选择性,减少分销支出和发电高峰时的用电需求。公用事业电池在日常套利市场和FCAS市场有着巨大的机会,家用电池也是如此。

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南澳大利亚有一个相当先进的计划来维护电池,维多利亚也宣布了一些激励措施,还有一个尚未公布的新南威尔士州政府所批准的无息贷款。昆士兰州的小额贷款很快就被填满了。

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相比之下,在美国,公用事业电池通常都有资格享受投资税收抵免。诚然,这种政策将在未来几年到期,但在过去,我们已经看到了它仍在最后时刻发挥着余力。

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考虑到ITK长期以来对新南威尔士州客户的看法——用户具有脆弱性和不稳定性,加之老化的新南威尔士州电站或输电线路的重大停电,我们认为,让家用电池融资(无息贷款)项目真正发挥作用,这是符合新南威尔士州自身利益的。新南威尔士州也可以为一些公用事业规模的电池提供一些支持。

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CNESA点评

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目前,家用储能电池限于成本高、还未实现规模化生产等因素的影响,距规模化应用还需较长一段时间,但家用储能电池可以增强电网的恢复力,为消费者提供更多的独立性,减少分销支出和发电高峰时的用电需求,市场发展潜力巨大,各国已经在积极退出相关激励措施,推动家用储能领域的发展。待家用电池和动力电池一样实现规模化生产以后,克服逆变器和安装费用对其成本的影响后,家用电池的大规模应用将真正开启。

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