(1)户用储能简介
户用储能系统主要由锂电池组、BMS、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。以光伏储能系统为例,当光伏发电系统工作时,太阳能电池组件产生的直流电通过 PCS 转化成交流电,优先供本地负载使用,多余的能量在 BMS 的管理下存储到储能电池,在电能仍有富余的情况下可选择性并入电网;当光伏所发电能不足或者光伏发电系统停止工作时,储能电池释放直流电通过 PCS 转化为交流电供本地负载使用,从而降低对电网和传统能源的依赖。
储能系统中 BMS、EMS 和 PCS 是其核心组成部分,技术壁垒较高。储能电池 BMS 主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等。PCS 既要控制储能电池的充电和放电过程,实现交直流电变换;也要为用户提供能量管理功能,帮助用户解决能量管理痛点,提升经济性。
EMS 是对可再生能源发电、储能充放电以及与电网的双向功率传输进行优化计算和调度的系统。根据国际能源网等数据,储能系统的成本构成中,电池是储能系统最重要的组成部分,成本占比 60%,其次是 PCS20%,EMS10%,BMS5%,其他 5%。
(2)户用储能产品进入高速发展阶段
随着能源革命的发展需求,特别是分布式能源和可再生能源的大规模应用,储能市场需求潜力凸显,中、美、欧、日、韩等各国相继出台落实“碳达峰、碳中和”政策部署,大力发展储能技术及产业。根据《储能产业研究白皮书》统计,2021 年新增投运电化学储能项目主要分布在美国、中国、欧洲市场,装机量占比分别为 34%、24%、22%。
户用储能系统是全球储能重要的应用领域,户用储能能够降低家庭用电成本,同时提高居民用电稳定性,还能够通过削峰填谷、降低容量电价等模式减少高耗电量对用户的电费支出,进而提高用电经济性、稳定性。户用储能系统市场主要分布在海外,集中于海外欧洲、美国、澳大利亚等能源价格高、居民电价高的地区。
相较于海外市场,中国市场现阶段主要以发电侧储能项目为主。目前欧洲是全球最大的户用储能市场,其市场规模仍处于快速增长阶段。2022 年,欧洲户用储能装机呈现高速增长态势,其中德国市场已成为了全球最大的户用储能市场,其他如意大利、英国、捷克、波兰等欧洲国家,户用储能系统装机规模也在加速增长。
在储能行业政策鼓励以及能源价格普遍上涨的背景下,海外居民用电经济性、稳定性诉求持续推动户用储能市场快速增长。全球户储新增装机规模过去几年持续保持着 30%以上的高增速。2021 年,全球新增户用储能装机规模为 1,905MW,按照储能系统电池容量统计规模为 4,361MWh,以电池容量口径统计同比增幅为55.86%。
根据彭博新能源财经和东吴证券行业研究报告,预计到 2025 年全球户用储能装机规模将达到50GWh,按照储能系统电池容量统计规模将达到122GWh,2021 至 2025 年复合增长率达到 126%和 130%。
受光伏储能系统鼓励安装政策陆续落地推行、能源价格上涨带来的居民用电成本上升以及长期来看规模化生产持续优化光伏储能系统度电成本等因素的影响,户用光伏储能系统经济性提高,进一步推动了户用储能市场增长。