El mercado mundial del almacenamiento de energía es inmenso
Análisis del desarrollo mundial del almacenamiento de energía
Entre la nueva capacidad instalada de almacenamiento de energía en 2021, Estados Unidos, China y Corea del Sur son los países TOP3 en capacidad instalada, con una nueva capacidad instalada de 3,4 GW, 1,8 GW y 0,5 GW;
En 2021, la proporción de generación de energía renovable en varios países del mundo, Estados Unidos, Reino Unido, Irlanda y Australia representó 21%, 43%, 37% y 26% respectivamente, mientras que China representó solo 12%, lo que supone un nivel relativamente bajo.
Aunque la nueva capacidad instalada de China ya está a la cabeza del mundo, su proceso de transformación energética sigue rezagado.
El desarrollo de nuevas energías tiene un largo camino por recorrer, y se espera que la capacidad instalada de energía eólica y solar acelere su crecimiento.
Debido a una comprensión insuficiente de la inestabilidad de la generación de nuevas energías, el plan de generación de energía eólica instalada en Europa antes de 2020 no puede cumplir el objetivo de reducir los gases de efecto invernadero en 55%. El incremento previsto es de 69% del plan original.
Ha aumentado la proporción de energía nueva y la duración de la energía almacenada. Actualmente se encuentra en fase de desarrollo la energía de almacenamiento a corto plazo.
La proporción de 60% de generación eólica es el nodo clave de la configuración del almacenamiento de energía: por debajo de 60%, básicamente el almacenamiento de energía a nivel horario puede satisfacer la demanda;
Más que 60%, el almacenamiento de energía a largo plazo es necesario como recurso para la regulación de la red.
A juzgar por la proporción de generación de energía eólica y fotovoltaica en varios países del mundo, básicamente aún se encuentra en la fase de demanda de energía de almacenamiento a corto plazo, pero se espera que el mercado de distribución y almacenamiento aumente gradualmente en el futuro.
La construcción de redes en Estados Unidos, China y Europa está relativamente desarrollada, y son también los principales mercados para el gran almacenamiento.
La construcción de redes eléctricas se utiliza principalmente para el transporte de cargas, que está relacionado con la superficie y el consumo de energía. La demanda de construcción de redes eléctricas se mide por el consumo de energía por unidad de superficie (la limitación es que la superficie tiene que ser una superficie habitable efectiva), cuanto menor sea el consumo de energía por unidad de superficie, mayor será la demanda de transporte de energía entre regiones y mayor será la demanda correspondiente de construcción de redes eléctricas.
Europa (la red eléctrica europea está interconectada, por lo que se cuenta como cuerpo principal), Estados Unidos y China tienen el menor consumo eléctrico por unidad de superficie, baja densidad de consumo eléctrico, gran demanda de construcción de redes eléctricas y una construcción de redes eléctricas relativamente desarrollada.
Desde la perspectiva de la capacidad instalada acumulada en 2021, China y Estados Unidos tienen la mayor capacidad instalada acumulada, 6,36 GW y 5,73 GW respectivamente, y la energía de almacenamiento en red representa una gran proporción.
Son 34% y 35% respectivamente. La energía de almacenamiento del lado de la red en el Reino Unido, una de las principales entidades europeas, supone 45%, y la energía de almacenamiento de servicios auxiliares del lado de la alimentación, 48%.
Desarrollo de la industria de almacenamiento de energía en EE.UU. y Europa
Estados Unidos
Las políticas de subvenciones del gobierno federal y los gobiernos estatales de Estados Unidos siguen ejerciendo su fuerza, impulsando el desarrollo del mercado de grandes reservas.
La política de subvenciones al almacenamiento de energía en Estados Unidos lleva aplicándose más de 10 años.
Ya en 2011, California empezó a aplicar la política de subvenciones al almacenamiento doméstico, y luego fue ampliando gradualmente las subvenciones a la red.
2021 es el nodo clave para el declive de las subvenciones ITC, y la Cámara de Representantes de EE.UU. decidió prorrogar las subvenciones ITC durante 10 años en 21 años, y reducir gradualmente el valor del crédito entre 2032 y 2033.
Además, Estados Unidos aprobará en 2022 la Ley de Reducción de la Inflación, en la que se menciona que se invertirán US$369.000 millones en seguridad energética y cambio climático.
Los planes a largo plazo de cada Estado definen claramente la tendencia de desarrollo del almacenamiento de energía.
Según las estadísticas, 9 estados de Estados Unidos han publicado planes a largo plazo para instalaciones de almacenamiento de energía, entre ellos el plan de instalación de almacenamiento de energía de California para 2024 de 1,8 GW, el plan de instalación de almacenamiento de energía de Nueva York para 2030 de 3 GW y el plan de Nueva Jersey para 2030 de 2 GW.
Si la previsión se basa en el tiempo de asignación y almacenamiento de 3 horas (actualmente unas 2 horas, pero el futuro mercado de asignación y almacenamiento seguirá aumentando), corresponde a 5,4 GWh, 9 GWh y 6 GWh respectivamente.
Otros estados también tienen planes correspondientes en distintos momentos, y la tendencia a promover el desarrollo de la industria del almacenamiento de energía en los estados de Estados Unidos es relativamente clara.
La estructura de almacenamiento de energía en Estados Unidos se basa principalmente en el almacenamiento público de energía en la red.
En conjunto, de 2021 a 2022H1, la capacidad instalada de gran almacenamiento en Estados Unidos será de 10,85GWh y 5,92GWh respectivamente;
Desde un punto de vista estructural, las instalaciones públicas de almacenamiento a gran escala junto a la red representan la mayoría, con una energía de almacenamiento junto a la red de 88% en 2021 y 85% en H1 en 2022;
En términos de trimestres, la capacidad instalada de energía de almacenamiento en red en 2021Q4 es de 4,3GWh, que es la capacidad instalada más alta de la historia. La capacidad instalada de Q1/Q2 en 2022 será de 2,4GWh/2,6GWh respectivamente.
La mayoría de las centrales públicas de almacenamiento de energía se utilizan para servicios de modulación de frecuencia.
En 2020, en la estructura de escenarios de aplicación de las centrales eléctricas públicas de almacenamiento de energía (las centrales eléctricas de almacenamiento de energía pueden utilizarse en múltiples escenarios), el gran almacenamiento de regulación de frecuencia supuso 59%, la reserva de rampa y giratoria supuso 39%, el arbitraje puntual supuso 37% y el almacenamiento de pico supuso 15%.
Europa
La energía almacenada en la red europea se concentra principalmente en el Reino Unido, Italia y Alemania ocupa el primer puesto del top 5 países con sistemas domésticos de almacenamiento de energía. Según los datos, se espera que la energía almacenada en la red en Europa se desarrolle de forma constante, pasando de 3GW/4GWh a finales de 2021 a 33GW/95GWh.
Por países, el Reino Unido, Italia y Alemania son los principales países con capacidad instalada de almacenamiento de energía en la red. La política británica se centra principalmente en la iteración tecnológica, el modelo de negocio, la construcción del mercado y la innovación.
La política británica difiere de la promoción de la subvención económica directa (o subvención ITC) de Estados Unidos, principalmente a través de las siguientes formas de promover el desarrollo de la industria de almacenamiento de energía:
1. Promover la iteración de la tecnología de baterías de energía de almacenamiento. El gobierno británico lanzó el Faraday Challenge en 2017, destinando 246 millones de libras al avance de la tecnología de baterías.
2. Construir reglas de mercado y enderezar el estado del sistema de almacenamiento de energía. En 2016, el Reino Unido aclaró la categoría de activos y el sistema de planificación para el almacenamiento de energía, y lanzó "diez planes clave" en 2020 para mejorar el mecanismo regulador del almacenamiento de energía y las reglas del mercado.
3. Construcción e innovación del mercado. En 2015, la British National Grid puso en marcha un nuevo mercado de servicios energéticos de almacenamiento para la regulación de la frecuencia.
Antes de 2017, el almacenamiento de energía de regulación de frecuencia se utilizaba durante poco tiempo debido al largo tiempo de firma del precio de la electricidad de capacidad.
Por lo tanto, en 2017, las instituciones pertinentes del Reino Unido ajustaron los factores de rebaja de la subasta para el almacenamiento de energía con el fin de que el mercado de almacenamiento de energía sea más saludable y ordenado.
El Reino Unido cuenta con un modelo de negocio maduro y una amplia gama de fuentes de ingresos. En general, los modelos de negocio de la energía almacenada en el Reino Unido son relativamente diversos y la estructura del mercado es relativamente madura.
El mercado global se divide en respuesta a la frecuencia, respaldo y arbitraje:
1) La respuesta de frecuencia se divide a su vez en cinco fuentes de ingresos: respuesta de frecuencia mejorada, respuesta de frecuencia fija, contención dinámica, respuesta de la demanda y capacidad de reserva rápida;
2) El almacenamiento de energía de reserva se divide en cinco fuentes de ingresos: energía de reserva del usuario, capacidad operativa a corto plazo, mercado de subasta de capacidad, reducción de los costes de transmisión y reducción de los costes de distribución;
3) El arbitraje puede dividirse en tres tipos: autoconsumo por parte de los generadores de electricidad, reducción del recorte por parte de los generadores de electricidad y arbitraje de precios.
Precisamente gracias al perfecto modelo de negocio y mecanismo de mercado del Reino Unido, las grandes reservas pueden alcanzar un desarrollo considerable sin excesivas subvenciones políticas.
El mercado mundial del almacenamiento de energía es inmenso
Las políticas de China, Estados Unidos y Europa siguen aumentando, se espera que la economía de la energía almacenada siga mejorando, y el espacio de desarrollo del almacenamiento de energía es vasto.
Según las estimaciones, la nueva capacidad instalada en el mundo será de 122,46GWh en 2023, y de 327,22GWh en 2025, con una tasa de crecimiento compuesto de 89,5% en 21-25.
Estados Unidos: Se espera que la nueva capacidad instalada sea de 38GWh en 2023, y de 81,47GWh en 2025, con una CAGR de 66% en 21-25 años.
Europa (la principal contribución incremental es sistemas domésticos de almacenamiento de energía): Se espera que la nueva capacidad instalada sea de 27GWh en 2023, y que la nueva capacidad instalada sea de 54,3GWh en 2025, con una tasa de crecimiento compuesto de 89% en 21-25 años.
La lógica de cálculo y los supuestos básicos son los siguientes:
1) Con la reciente liberación de nueva capacidad de producción de polisilicio, se ha aliviado el estrecho suministro y se ha abierto el cuello de botella de la cadena industrial.
Preveo que también llegará el punto de inflexión del precio del polisilicio, y puede que comience la demanda de instalaciones en tierra en China.
De cara a 2023, con el abaratamiento de la cadena industrial, los avances en nuevas tecnologías y la centralización de los volúmenes de arranque, se espera que la demanda en China y Europa siga creciendo con rapidez, y que la demanda en Estados Unidos repunte y mantenga un crecimiento relativamente alto en el futuro.
2) El gran almacenamiento de Estados Unidos es el principal motor de las instalaciones de almacenamiento de energía. A juzgar por los datos de H1 en 2022, la tasa de crecimiento es relativamente alta este año, las políticas ITC e IRA siguen ejerciendo fuerza, y las subvenciones al almacenamiento de energía siguen aumentando, y se espera que mantenga un alto crecimiento en el futuro.
3) La principal fuerza motriz en Europa procede de las instalaciones domésticas de almacenamiento. Los gobiernos de varios países de Europa están promoviendo las reservas de gas natural, y el clima en Europa es más cálido, y la debilidad de la oferta y la demanda han hecho que los precios europeos de la electricidad caigan bruscamente, y la economía del almacenamiento doméstico se ha visto afectada.
Sin embargo, el aumento a corto plazo de las existencias de gas natural no ha cambiado el problema fundamental de la escasez de energía. A continuación se presenta el muy popular almacenamiento doméstico de energía batería powerwall recientemente.
Según un informe publicado por el Fondo Monetario Internacional, aunque las reservas de combustible que quedan en Europa puedan sobrevivir a este invierno, corren el riesgo de volver a registrar precios récord del gas natural y la electricidad en 2023.
El almacenamiento doméstico sigue siendo económico hasta cierto punto, y en el contexto de las políticas europeas de supresión de la demanda de electricidad, la importancia del autoabastecimiento ha cobrado mayor relieve.
Se espera que la capacidad instalada de almacenamiento doméstico crezca rápidamente en el futuro, y los grandes almacenamientos se concentran principalmente en el Reino Unido, Alemania y otras regiones, y la nueva capacidad instalada aumentará lentamente cada año.
El tiempo de almacenamiento aumenta gradualmente. Con el aumento de la proporción de capacidad instalada de nuevas energías, la fluctuación de la producción de generación de nuevas energías tendrá un mayor impacto en la red eléctrica, y la demanda de tiempo de distribución y almacenamiento aumentará gradualmente.
En el futuro, pueden ser necesarios recursos de ajuste diarios/trimestrales.
En la actualidad, se prevé que para 2025 la duración del almacenamiento electroquímico en diversos países aumente en distintos grados.
