因此，作為“能源界下一個(gè)大事件”，德國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)被賦予了多重期望：德國(guó)退煤關(guān)鍵因素之一、能源轉(zhuǎn)型的紐帶。其背后不可忽視的原因是，可再生能源的迅速發(fā)展推動(dòng)了儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)模式創(chuàng)新，也給電網(wǎng)、公共事業(yè)甚至家庭用戶都帶來巨大的改變。
2018年德國(guó)的戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)迎來了大爆發(fā)，戶用電池系統(tǒng)安裝量達(dá)到10萬(wàn)個(gè)。伴隨著越來越多的電池系統(tǒng)安裝和應(yīng)用，儲(chǔ)能的商業(yè)化推廣不斷深入，除了傳統(tǒng)的能源公司，越來越多的初創(chuàng)公司加入到儲(chǔ)能行業(yè)，試圖探索出更多的商業(yè)模式。特別是隨著電力系統(tǒng)分散化的發(fā)展，也對(duì)電力系統(tǒng)的靈活性提出了更高的要求，催生了儲(chǔ)能市場(chǎng)的繁榮。
毫無疑問，新的商業(yè)模式將顛覆傳統(tǒng)的能源商業(yè)世界。從歐洲和美國(guó)來看，大型能源公司和小型初創(chuàng)公司由于進(jìn)入儲(chǔ)能行業(yè)的路徑不同，往往采用了不同的商業(yè)模式。
大型投資路徑
公共事業(yè)規(guī)模的儲(chǔ)能項(xiàng)目，往往服務(wù)的是當(dāng)?shù)氐墓彩聵I(yè)公司或者是用電需求較大的用戶，商業(yè)模式較為固定，也是大型電池投資商容易進(jìn)入的商業(yè)路徑。目前，主要有以下4種商業(yè)模式：
一是電網(wǎng)調(diào)頻服務(wù)。傳統(tǒng)調(diào)頻服務(wù)系由煤電廠或天然氣發(fā)電廠來實(shí)現(xiàn)，但電池可以比化石燃料工廠更快、更準(zhǔn)確地提供頻率調(diào)節(jié)服務(wù)。在成熟的電力市場(chǎng)中，獨(dú)立的電池運(yùn)營(yíng)商往往以競(jìng)標(biāo)方式出現(xiàn)，也就是電池所有者在電力市場(chǎng)中每一個(gè)小時(shí)進(jìn)行競(jìng)拍，表明它愿意接受或交付一定數(shù)量的電力(例如20兆瓦)，提供調(diào)頻服務(wù)，之后從電網(wǎng)獲得收益。電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商或ISO(獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商)通過拍賣設(shè)定頻率調(diào)節(jié)服務(wù)的價(jià)格。如果每兆瓦時(shí)的拍賣價(jià)格是25美元，電池所有者拍賣容量是20兆瓦，那么它的收益就是每小時(shí)500美元。
二是收費(fèi)協(xié)議模式。由儲(chǔ)能電池的投資商為當(dāng)?shù)毓檬聵I(yè)公司提供儲(chǔ)存電力服務(wù)而收取費(fèi)用，以便在預(yù)先商定的使用參數(shù)范圍內(nèi)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行充電或放電。費(fèi)用可能是以一個(gè)可變的小時(shí)費(fèi)用，也可能是固定容量支付，也有可能是兩者的結(jié)合。盡管這是能源儲(chǔ)存系統(tǒng)最具銀行業(yè)務(wù)的商業(yè)模式，但在此模式下簽訂的合同數(shù)量相對(duì)有限。
三是買入賣出模式。電池所有者在非高峰時(shí)段，也就是電價(jià)便宜的時(shí)候購(gòu)買電力，并在高峰時(shí)段將其賣回電網(wǎng)。該模型側(cè)重于基于時(shí)間的套利。最常見的用途是中等規(guī)模的儲(chǔ)能項(xiàng)目。例如2017年，特斯拉在南加州愛迪生公司的Mira Loma變電站安裝了一臺(tái)20兆瓦的鋰電池系統(tǒng)。電池系統(tǒng)在太陽(yáng)能系統(tǒng)達(dá)到最大值的中午前后充電，并在傍晚高峰時(shí)段釋放電力。該項(xiàng)目是對(duì)2015年Alison Canyon天然氣儲(chǔ)存設(shè)施大量泄漏導(dǎo)致電力短缺的應(yīng)急響應(yīng)的一部分。從某種程度上，儲(chǔ)氣庫(kù)泄漏推動(dòng)了電池儲(chǔ)存系統(tǒng)的增長(zhǎng)。
四是將大型電池與太陽(yáng)能或風(fēng)能項(xiàng)目配對(duì)，規(guī)定了電池電力輸入電網(wǎng)的斜率，并使項(xiàng)目能夠通過提供輔助服務(wù)來獲得額外收入。特斯拉與考艾島公用事業(yè)合作社(KIUC)在一個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電廠附近投資了一套52兆瓦時(shí)鋰電池系統(tǒng)。根據(jù)協(xié)議，KIUC同意以每千瓦時(shí)13.9美分的價(jià)格從電池系統(tǒng)購(gòu)買電力20年，這比它在晚上用電高峰時(shí)從現(xiàn)有柴油發(fā)電廠購(gòu)買電力要便宜。
商業(yè)地產(chǎn)模式
除了較為大型的儲(chǔ)能項(xiàng)目，在歐美，因?yàn)樘?yáng)能屋頂系統(tǒng)的接入，越來越多的家庭用戶進(jìn)行了儲(chǔ)能電池的投資，目前德國(guó)很多家庭已經(jīng)開始接受這項(xiàng)技術(shù)。
國(guó)際可再生能源署(IRENA)預(yù)計(jì)到2030年，儲(chǔ)能電池價(jià)格將下降50%至66%。住宅電池的迅速普及對(duì)已建立的公用事業(yè)構(gòu)成了挑戰(zhàn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，德國(guó)所有新住宅太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中約有一半是與電池同時(shí)安裝。而針對(duì)這種分散式儲(chǔ)能電池，又涌現(xiàn)出了不同于大規(guī)模儲(chǔ)能的商業(yè)模式，被稱之為分散儲(chǔ)能的商業(yè)模式(behind-the-meter models)。
一種商業(yè)模式是儲(chǔ)能投資方出資安裝電池，保留電池系統(tǒng)所有權(quán)并向客戶收取使用費(fèi)或按照客戶節(jié)省的能源費(fèi)用提取百分比，這會(huì)減少客戶的電費(fèi)支出。儲(chǔ)能公司使用軟件來預(yù)測(cè)電池的使用量以及何時(shí)有備用容量。這種計(jì)算方法和PPA價(jià)格計(jì)算方法類似。一般這種儲(chǔ)能公司在說服客戶時(shí)會(huì)說：“我們會(huì)在你的場(chǎng)所放一塊電池，將使用軟件對(duì)其進(jìn)行管理，以便監(jiān)測(cè)和管理您的能源使用情況，從而幫助您節(jié)省資金。您需要支付一定費(fèi)用。這是一項(xiàng)固定費(fèi)用，您可以將其目標(biāo)設(shè)定為節(jié)省至少兩倍的能源費(fèi)用。”
由于電池規(guī)模的不同，所以成本取決于節(jié)能費(fèi)用和設(shè)備投資成本。這種模式的服務(wù)對(duì)象一般是商業(yè)地產(chǎn)。在此種模式下，電池投資方與客戶簽訂10年的合同，類似于太陽(yáng)能屋頂電力購(gòu)買協(xié)議。此種模式專注于商業(yè)而非住宅，通過人工智能和大數(shù)據(jù)對(duì)客戶的能源消費(fèi)進(jìn)行管理。它以秒為單位為客戶捕獲用能數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)計(jì)量，并在沒有他們參與的情況下可以實(shí)現(xiàn)五分鐘甚至更少的調(diào)度響應(yīng)服務(wù)。
另外一種商業(yè)模式是將電池租賃給客戶。通常為10年，收取固定的租賃費(fèi)。
虛擬電廠到來
在過去的很多年間，公共事業(yè)公司一直在尋找用電高峰期電力供應(yīng)短缺的補(bǔ)充者。隨著戶用電池系統(tǒng)的增加，出現(xiàn)了一種業(yè)界較為流行的商業(yè)模式，一種通過管理多個(gè)電池系統(tǒng)構(gòu)建虛擬社區(qū)的方式被一些初創(chuàng)的儲(chǔ)能公司使用。一些家庭電池用戶選擇與虛擬社區(qū)中的其他電池所有者分享他們自己產(chǎn)生的能量。
根據(jù)德國(guó)家用電池制造商Sonnen的說法，這種方法可以完全消除對(duì)傳統(tǒng)公用事業(yè)的需求。該公司在澳大利亞計(jì)劃建立世界上最大的住宅電池網(wǎng)絡(luò)，通過連接“虛擬電廠”中的4萬(wàn)戶家庭，搭建了名為SonnenFlat的平臺(tái)，該平臺(tái)允許電池系統(tǒng)的所有者參與市場(chǎng)。需要安裝屋頂太陽(yáng)能系統(tǒng)的客戶支付少量月費(fèi)，以換取年度消費(fèi)津貼、少量月費(fèi)取代傳統(tǒng)使用費(fèi)(以千瓦時(shí)計(jì)價(jià))和固定供應(yīng)費(fèi)(以日計(jì)價(jià))，這可以使居民用電成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于從電網(wǎng)購(gòu)入。
作為回報(bào)，Sonnen可以通過向電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供調(diào)頻服務(wù)使用其電池容量來獲得更多收益。該公司聲稱，德國(guó)的一個(gè)類似項(xiàng)目為每位客戶一年創(chuàng)造550美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
德國(guó)公用事業(yè)公司E.ON表示，據(jù)該公司統(tǒng)計(jì)，66%的太陽(yáng)能電池儲(chǔ)能客戶全年發(fā)電量超過消費(fèi)量，這些客戶可以通過公用事業(yè)公司及儲(chǔ)能公司已經(jīng)提供的“虛擬存儲(chǔ)”無限期地存儲(chǔ)其電力，從而實(shí)現(xiàn)完全自給自足，這種“太陽(yáng)能云”與銀行賬戶類似。
公用事業(yè)危機(jī)
分散式光伏系統(tǒng)的進(jìn)一步推廣可以顯著推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，如果德國(guó)上千萬(wàn)戶房主在其屋頂上安裝了光伏+儲(chǔ)能系統(tǒng)，并通過使用綠色電力實(shí)現(xiàn)自給自足，毫無疑問，這種業(yè)務(wù)模式對(duì)于大型售電公司來說是個(gè)壞消息。如果戶用家庭實(shí)現(xiàn)了70%電力的自給自足，留給這些大型公共事業(yè)公司的只有0.3個(gè)客戶，而不是一個(gè)客戶。
然而目前還有許多問題等待解決。比如，儲(chǔ)能的應(yīng)用特別是在一些特定的領(lǐng)域并非完全用經(jīng)濟(jì)效益來衡量：電池的使用可以為不同的利益相關(guān)者帶來許多好處，例如減少溫室氣體排放，提高系統(tǒng)靈活性，降低升級(jí)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的成本，并提高供應(yīng)安全性。因而，儲(chǔ)能的投資并非只有商業(yè)利益這一標(biāo)準(zhǔn)，上述因素就很難在現(xiàn)有的定價(jià)體系下用貨幣衡量。再比如，電池可以幫助改善偏遠(yuǎn)地區(qū)的供應(yīng)安全性。目前，還沒有固定的方法來評(píng)估反映儲(chǔ)能在供應(yīng)安全等方面的社會(huì)價(jià)值。
當(dāng)然，機(jī)會(huì)也有很多，新技術(shù)與其他領(lǐng)域技術(shù)的融合也給儲(chǔ)能商業(yè)模式創(chuàng)新提供了更多的可能性。例如區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展使得儲(chǔ)能技術(shù)在金融領(lǐng)域得到應(yīng)用。該技術(shù)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易提供了一個(gè)平臺(tái)，它可以促進(jìn)個(gè)體能源生產(chǎn)者(而非集中生產(chǎn)者)之間的能源交易，從而增加家庭電池等分散能源的使用，并且在不同地點(diǎn)開發(fā)跟蹤項(xiàng)目。當(dāng)然，這種應(yīng)用取決于新技術(shù)的發(fā)展、監(jiān)管環(huán)境的變化以及市場(chǎng)給予的反應(yīng)。
根據(jù)麥肯錫的說法，儲(chǔ)能電池的普及將產(chǎn)生巨大的贏家和輸家，因?yàn)閮?chǔ)能的價(jià)值將隨著成本下降的速度、公用事業(yè)的適應(yīng)方式、靈活的第三方以及監(jiān)管而發(fā)展。“從現(xiàn)在開始，公用事業(yè)必須了解儲(chǔ)能的發(fā)展以及它們?nèi)绾胃淖兡茉词澜?rdquo;，麥肯錫警告說。
