三、美国储能市场发展现状 美国政府从配置目标、财政支持、技术研发等方面出台政策鼓励储能项目的研发、示范与应用,其中ICT政策激励取得的效果较为明显。美国储能产业经过多年发展已形成了清晰的技术路线和有效的商业模式,市场化机制成熟,经济性快速提高。 (一)市场规模 根据调研机构Wood Mackenzie公司和美国清洁能源协会(ACP)发布的最新报告,2021年第四季度,美国在电网规模、商业和住宅储能行业中部署了1.6吉瓦储能系统。2021年全年部署的电池储能系统装机容量达到3.5吉瓦以上,同比增长一倍多。根据ACP最新发布的年度数据,2021年美国部署的公用事业规模电池储能系统(BESS)的装机容量达到2.6吉瓦,同比增长196%,尽管面临供应链挑战和项目延误,但分布式电池储能系统在美国实现了创纪录增长。2021年8月,美国佛罗里达电力与照明公司(FPL)宣布,FPL海牛能源存储中心(世界上最大的太阳能光伏+储能一体化系统)目前电池模块安装进度已完成75%,建成后预计电池储能容量将达到409兆瓦,可提供900兆瓦时的电力,为近22万户家庭持续供电2小时以上。 过去一年,美国储能市场提出并强力推进了长时储能概念。美国能源部(DOE)发起Energy Earthshots计划,旨在未来十年内将长时储能(持续时长10小时以上)的成本降低90%。长时储能委员会也得以成立,25家初创成员将致力于推动长时储能在全球范围的部署,以最低的社会成本加速能源系统脱碳。该委员会认为,到2040年,全球部署85~140太瓦时的长时储能(持续时长8小时以上)可实现电网的净零排放。 (二)扶持政策 近年来,美国大力推动储能行业发展,从配置目标、财政支持、技术研发等方面出台多项政策鼓励储能项目的研发、示范与应用。 表1 近年美国储能相关政策汇总 ![]() ![]()
◆由州政府设立储能发展目标,实施储能强制目标采购计划 近一年来,美国约有九个州政府部署储能目标。其中,纽约州提出将2030年储能部署目标从3吉瓦翻一番达到6吉瓦。该州此前3吉瓦储能部署目标已经是美国各州中最大的储能发展目标。弗吉尼亚联邦的目标略高于3.1吉瓦,预定于2035年实现。康涅狄格州的储能目标是2030年底前部署1吉瓦储能系统,中期目标是2024年底前部署300兆瓦储能系统,2027年底前部署650兆瓦储能系统。缅因州的储能目标是到2025年底部署300兆瓦储能系统,到2030年底部署400兆瓦储能系统。该储能部署目标是美国各州迄今为止最低的一个。其他制定储能目标的州还包括加利福尼亚州、马萨诸塞州、俄勒冈州等。 表2 美国各州储能目标部署情况 ![]() ![]()
◆通过税收减免、投资补贴等方式为储能项目提供经济激励 税收减免方面,联邦政府层面出台的主要激励政策为投资税抵免(ITC)和成本加速折旧(MACRS)。其中,ITC政策已经推广至新能源与储能的混合项目,最高可以抵减30%的前期投资额,推动了新能源发电厂配置储能。2021年9月,储能系统ITC激励措施被纳入美国众议院税收编写财会委员会的议案草案中。同年11月,美国众议院通过了拜登1.75万亿美元的刺激法案(Build Back Better Act),根据该法案,储能将获得单独的ITC退税,其中高于5千瓦时的储能系统到2026年将获得最高30%的ITC退税,这是首次针对储能制定单独的ITC退税。独立储能系统获得的投资税收抵免等利好政策,对市场产生显著的推动作用。 有专家认为,在储能系统获得ITC退税之后,其成本将从275至300美元/千瓦时大幅下降到200美元/千瓦时,而储能部署的装机容量则有望成倍增长。Wood Mackenzie公司预测,独立部署的储能系统在获得ITC政策支持后可以在未来五年内将储能市场的规模扩展20%~25%。 补贴方面,自发电激励计划(SGIP)是美国历时最长且最成功的分布式发电激励政策之一,于2001年启动,主要鼓励用户侧分布式发电。根据美国能源信息署(EIA)数据,全美80%以上储能装机容量位于加利福尼亚州。SGIP经历五轮补贴发放标准,最新法案将SGIP计划延长至2026年。 ◆鼓励储能技术创新,向重点研发和示范项目提供资金支持 2020年12月,美国通过了Better Energy Storage Technology(BEST)法案,根据该法案,联邦政府将在此后五年内,在储能技术研究、开发和示范方面的创新提供10亿美元资金支持。2021年,DOE宣布在“储能大挑战”计划框架下提供1790万美元资助研发和部署液流电池技术,包括开发和部署液流电池高效生产工艺;开发与制造金属电极和双极板卷对卷(R2R)技术;开发金属螯合物液流电池系统;开发可扩展、具有成本效益、有机液流电池连续生产工艺。DOE在2022财年预算中为“储能大挑战”计划划拨11.6亿美元,以期解决储能发展的技术挑战和成本障碍,建立美国本土储能制造业,助力实现气候和经济竞争力目标。 (三)市场环境 PJM是美国最大的区域电力市场运营商,一般称为实时平衡市场。EIA发布的报告显示,截至2019年底,六成储能电站集中在加州电力市场和PJM市场区域。早在2012年,PJM为了引入准确但电量有限的储能资源,将调频信号分为两种信号:慢响应调节信号A(RegA)和快速响应调节信号D(RegD)。前者对应传统调频资源,能够持续较长时间维持出力,但调节速率较慢;后者对应新的市场主体,比如储能、可控负荷等,能够快速响应、精准调节功率。在该项政策刺激下,PJM涌现了大量具有绝对优势的储能调频项目。PJM于2017年初修订市场规则,维持调频服务的能量中性,要求RegD资源不再只提供短周期调频服务,储能系统也被要求延长电网充放电时间。市场规则的修改意味着储能系统需要配置更大的容量和充放电周期,受此影响,美国储能增速有所下降。 2018年美国联邦能源监管委员会(FERC)发布841号法令,要求所有区域传输运营商(RTO)和独立系统运营商(ISO)修改其市场规则,以体现出电储能资源的技术特性,促进这些资源在RTO/ISO市场的参与度。FERC要求各个市场考虑储能特殊的物理特性,并把参与市场的门槛直接降到100千瓦。这使得众多容量较小的储能设施也可以参与市场竞争,美国迎来储能装机热潮。2020年7月,美国联邦上诉法院宣布,FERC对储能如何与其监管的州际输电市场相互作用具有管辖权。9月,FERC发布第2222号令,允许美国大部分地区的区域电网和电力市场运营商部署的分布式储能系统参与批发市场。 (四)收益来源及商业模式 美国电力市场中,新型储能主要通过提供调频辅助服务获得收益。美国较为完善的电力市场机制,为储能参与市场竞争获得经济收益创造了良好的条件。自2007年以来,美国发布多项法案确定储能参与容量、能量及辅助服务市场的准入身份。FERC相继出台890号法令、755号法令、784号法令和792号法令,允许储能在电力市场中提供辅助服务,要求各市场按照不同调频电源类型的调频服务效果支付补偿费用,以此保障储能参与调频服务获得合理的经济回报。
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