澳大利亚到2030年需要10GW户用电池储能系统

研究表明，随着澳大利亚部署的屋顶光伏系统超过300万个，屋顶光伏发电量将在2025年超过燃煤发电量，现在是时候将目光转向澳大利亚电力系统脱碳的下一个战场——储能市场。

澳大利亚在屋顶光伏和大型光伏电站安装的装机量如此之大，以至于发电量通常会在每天的中午超过电力需求。重要的是，光伏发电量进一步扩展需要与储能部署相结合。

好消息是，在家庭层面推出的电池储能系统可能为电力消费者带来更大的价值。并将在电力可靠性和可负担性方面带来更大的改进，因为它不仅可以替代发电设施容量，还可以替代昂贵的电网容量。

迄今为止，旨在鼓励电池储能系统部署和使用的政策措施规模太小，时间太短。因此，它们未能推动对降低成本至关重要的行业供应链和竞争进行有意义的转型。

行业专家认为，对现有的支持屋顶光伏推广的主要政策机制(例如小规模可再生能源计划)进行简单易行的修改，可以在2030年之前推动多达10GW的户用电池储能系统的推广和部署。

如果新增的光伏系统与电池储能系统相结合，可以将小规模可再生能源计划(SRES)补贴恢复到五年前的水平，同时允许不配储能的光伏系统的补贴继续减少，并在2030年前逐步取消。

本文将解释应该寻求将政策支持从光伏转向电池储能系统的原因。

电池储能系统——真正解决可靠性问题的最佳解决方案

澳大利亚联邦能源和减排部长Angus Taylor对于有关燃煤发电和天然气发电对电网可靠性的重要性以及改革电力市场并更加重视可靠性进行了阐述和分析。

澳大利亚能源安全委员会建议消费者如果要保持电力供应，就必须向传统煤炭和天然气发电机支付新的容量费用。但是，如果人们知道可靠性的解决方案只处理了0.3%的停电事件，那么会怎么样?

下图由澳大利亚能源市场委员会的可靠性小组(主要负责评估电力市场设置是否适合维持电力可靠性的机构)编制，显示发电量不足导致的停电只占全国电力市场停电的一小部分。与其相反，95.6%的原因是为家庭和企业供电的电力线路出现问题，而不是发电设施本身。

有一种技术选择可以解决95.6%的可靠性问题，同时还可以帮助而不是阻碍减少碳排放，这种技术称为户用电池储能系统。

虽然目前市场上并非所有电池储能系统都能在电力中断时为家庭供电，但大多数都可以实现。

电池和电网

Taylor提到了关于确保负担得起的电力供应的重要性，而目前的现实是户用电池储能系统价格昂贵。然而，就像光伏电池板、计算设备和一系列其他电子设备一样，随着生产规模的扩大，电池储能系统的成本预计将大幅下降。

如果真的想为降低电力成本做出贡献，那么不能只关注大批量发电。发电费用仅占普通家庭账单的不到30%。

与此同时，从发电站向家庭中输送电力的成本约占账单的一半。零售费用占到另外12%，其余费用与鼓励采用清洁能源的资助计划相关。

如果澳大利亚可以帮助降低电池储能系统成本曲线，就要像对光伏系统所做的那样，它将有助于削减电力线路末端的成本，因为可以产生最大的影响。

2020年每度家用电电价构成图

澳大利亚从降低电池储能系统成本中获益最多

在发达国家中，澳大利亚可能从降低户用电池储能系统成本中获益最多。

(1)澳大利亚非常适合开发屋顶光伏系统，这是因为：

·太阳辐射水平高;

·低密度住宅为光伏系统提供充足的屋顶空间;

·屋顶光伏系统的利用率已经非常高，同时光伏安装行业也非常高效，并降低成本;

(2)高成本的电网配电系统;

(3)高成本的天然气发电(相对于北美国家)和气候非常适合使用热泵，这使得家庭实现完全电气化具有很高的成本效益。

扩大电池储能容量对光伏和减排至关重要

由于受到严格的物理限制，加速大规模部署电池储能的需求也变得紧迫，因此可以有效地利用光伏发电量持续增长的好处。这不是配电网络上所谓的“光伏发电拥塞”的功能(实际上是配电网络未能按照1983年引入的230V澳大利亚标准调整电压的问题)。

与其相反，问题是光伏发电有望在2025年之前的一段时间内超过整个电网的电力需求。

这似乎很难相信，事实上在3年前，澳大利亚光伏发电的发展速度远高于最乐观的预测。南澳大利亚州政府已开始在低需求时期缩减光伏发电量——这将变得更糟，并将成为其他州的常态。

与此同时，风电装机量也保持了相当高的水平。下面的图表根据2018年的发电模式，详细列出了2025年每个季度风能和光伏的平均小时发电量。

这是源自Green Energy Markets公司去年为清洁能源监管机构提交的2025年屋顶光伏发电量的预测，以及对运营中、在建中或根据长期购电协议或投标签订合同的公用事业规模风力和光伏发电场可能发电量的预测得出的。

图中沿着顶部运行的深蓝色线是澳大利亚国家电力市场(NEM)范围内每天每小时的总耗电量。下方的彩色堆叠图代表风能(蓝色)、光伏发电场(深黄色)和屋顶光伏系统(浅黄色)的每小时平均输出。

该图表明，到2025年，风能和光伏的总发电量有望在一年中的第三季度和第四季度的每天中午几个小时内超过总电力需求。

对于第三季度，将在中午12点到下午2点之间超过总需求;而在第四季度，将在上午11点到下午2点之间超过总需求。采用平均值在一定程度上简化了情况，因为风电输出往往围绕其平均输出有很大的变化，但这张图表明可再生能源发电量在一天中的总体情况仍然有效。

2025年风能和光伏的平均每小时发电量

鉴于澳大利亚能源市场运营商(AEMO)有能力在需要时缩减光伏发电量，这不会给电网运行带来技术问题。但它确实影响了光伏发电的吸引力。在白天大部分时间的电价将越来越低，然后将出现非常低的上网电价。

此外，随着时间的推移，越来越多的光伏发电量将被削减和浪费——这种削减可能会在发电量超过总需求之前带来影响，因为仍然需要其他发电设施的电力来维持电力系统稳定性。

这种发电量损失将削弱成本吸引力，以及光伏系统在替代化石燃料和降低温室气体排放方面的有效性。

然而，其问题是只需在当天晚些时候转移光伏发电两到四个小时，就可以为降低澳大利亚的电力成本以及进一步减少碳排放开辟更多的机会。

下图详细列出了自从2015年以来新南威尔士州按小时计算的平均批发价格，其中2021年红色线代表今年前6个月。

2015年，由于电力需求下降，加上液化天然气发电厂开始运营之前的天然气价格低，导致电力价格异常低。随着天然气价格的大幅上涨以及Hazelwood和Northern Power Stations发电厂的关闭，到2018年电力价格又大幅上涨。

但随后可再生能源发电量增长降低了深夜/清晨和中午的价格。但是从下午4点到晚上8点，电价仍然居高不下。其他州的情况也同样如此。

随着电力系统中光伏发电量的增长，很可能会看到中午的电价很低却在晚上出现飙升的情况。与此同时，同一时期的高需求也推动了对成本昂贵电网容量的需求。

电池储能系统非常适合解决这个四小时电价暴涨的问题。现在是将支持可再生能源发展的政策转向支持采用储能系统的政策的时候了。

文章作者：编译：新睿 译审：Vera