Análisis del mercado estadounidense de almacenamiento de energía y panorama competitivo

En términos de escala global, se espera que la nueva capacidad instalada en 2030 supere los 70 GW. Se puede observar que, ante la expectativa del futuro desarrollo de las energías renovables y la continua transformación de la estructura energética, los países de todo el mundo prestan cada vez más atención al almacenamiento de energía.

Se calcula que en 2025, la capacidad mundial acumulada basada en la producción de energía alcanzará casi 150 GW, y hasta 2030, beneficiándose de la demanda de almacenamiento de energía en China, Estados Unidos, Europa y otras regiones, la capacidad de los sistemas de almacenamiento de energía se multiplicará por 15, alcanzando los 411 GW.

Nueva capacidad instalada de almacenamiento de energía en el mundo (GW)

Capacidad mundial de almacenamiento de energía nueva generación añadida(GWh)

Capacidad instalada acumulada mundial de energía almacenada (GWh)

Generación mundial acumulada (GWh)

El almacenamiento de energía en EE.UU. se está desarrollando rápidamente, y cada trimestre se instala capacidad de almacenamiento de energía a nivel de GW. A partir de 2020, el mercado estadounidense de almacenamiento de energía ha entrado en un periodo de rápido crecimiento. En 2020 y 2021, la capacidad instalada de almacenamiento de energía en EE.UU. alcanzará los 3529/10499MW respectivamente, con una tasa de crecimiento de 237%/198%.

Según el informe de investigación "US energy Monitor", en la primera mitad de 2022, la capacidad instalada del mercado de almacenamiento de energía de EE.UU. será de 2305MW/5917MWh, Entre ellos, la capacidad instalada de energía de almacenamiento a nivel de red en el 22T2 alcanzó los 1.170 MW/2.608 MWh, la mayor capacidad instalada en el segundo trimestre de la historia.

Análisis del mercado de almacenamiento de energía en EE.UU.

La diferenciación regional del mercado estadounidense de almacenamiento de energía es evidente, concentrándose principalmente en California y Texas. En 2021, la capacidad instalada de almacenamiento de energía en California es de 2339,1 MW, lo que representa 44%; la capacidad instalada de almacenamiento de energía en Texas es de 797,4 MW, lo que representa 15%. El rápido desarrollo de California y Texas está relacionado principalmente con factores como la inestabilidad de las infraestructuras eléctricas y los evidentes incentivos políticos, que se explicarán más adelante.

Número de proyectos de almacenamiento de energía conectados a la red por estado

Nueva capacidad instalada de almacenamiento de energía en EE.UU.

Clasificación de los escenarios de aplicación del almacenamiento de energía en EE.UU.

Según la clasificación de los escenarios de aplicación, el almacenamiento de energía en EE.UU. está dominado por el front-end (lado de la generación de energía, lado de la red), y el 22H1 aportará más de 80% de la cuota. En la actualidad, debido a la comercialización de la electricidad en el mercado estadounidense, cada sistema de red eléctrica es relativamente independiente, y resulta difícil llevar a cabo un despacho interregional a gran escala.

Por lo tanto, se necesitan servicios auxiliares de energía para ayudar a completar el consumo, y la capacidad instalada del lado de la generación, la energía de almacenamiento del lado de la red ha aumentado significativamente. La energía de almacenamiento doméstico ha instalado una capacidad de 393MWh en 21 años. Aunque la proporción es pequeña, aún se encuentra en una fase inicial, y el ritmo de crecimiento posterior se acelerará.

2022H1 Capacidad instalada de energía de almacenamiento en EE.UU. (clasificada por escenarios de aplicación, MWh)

Tipos de tecnologías estadounidenses de almacenamiento de energía

En cuanto a los tipos de tecnología, la estructura de los proyectos es diversa, el número de proyectos de almacenamiento electroquímico de energía es elevado y la capacidad instalada de almacenamiento por bombeo es grande. Las principales tecnologías actuales de almacenamiento de energía incluyen el almacenamiento de energía hidráulica por bombeo (PHS), el almacenamiento de energía por aire comprimido (CAES), el almacenamiento avanzado de energía por batería (ABES), el almacenamiento de energía por volante de inercia (FES), el almacenamiento de energía térmica (TES) y el almacenamiento de energía de hidrógeno (HES). Espere.

Desde la perspectiva del número de proyectos, los actuales proyectos estadounidenses de almacenamiento de energía se clasifican por tipo de tecnología. Los proyectos electroquímicos representan unas 64% del total, mientras que el almacenamiento térmico de energía supone 25%, y el almacenamiento por bombeo y electromecánico de energía, unas 10%. Desde la perspectiva de la capacidad instalada, el almacenamiento por bombeo representa 92% de la capacidad total instalada, lo que supone unos 27GW, y la escala del resto es inferior a 1GW.

Tipos de tecnologías para proyectos de almacenamiento de energía en EE.UU. en 2021

El índice de penetración en el mercado está a punto de aumentar, y se espera que el CAGR de los grandes depósitos/depósitos domésticos sea de 94%/86% en 21-25 años. Tras realizar los cálculos, se estima que en Estados Unidos se añadirán 50,22, 57,83, 70,79 y 89,75 GWh de nueva capacidad instalada de energía fotovoltaica + eólica en 22-25, lo que corresponde a un tiempo de carga y descarga de 2, 2, 2,5, 2,5 y 3 horas, y el índice de penetración de la energía de almacenamiento será de 10%, 12%, 18% y 25%. , 32%.

La proporción de energía almacenada es de 45%, 50%, 55%, 60% y 65%, y la capacidad instalada de generación de energía incremental calculada correspondiente al almacenamiento de energía instalado es de 6,03, 14,31, 26,55 y 56. 00GWh respectivamente.00GWh respectivamente; se estima que la capacidad instalada no asignada de energía fotovoltaica + eólica en Estados Unidos en 22-25 años será de 66,33, 106,13, 148,58, 193,15GWh, correspondiente a un tiempo de carga y descarga de 2, 2, 2,5, 2,5, 3h, y un índice de penetración del almacenamiento de energía de 5%, 5%, 7%, 8%, 10%.

Según los cálculos, las instalaciones de almacenamiento de energía correspondientes a la capacidad instalada de generación eléctrica incremental son de 6,63, 18,57, 29,72 y 57,95 GWh respectivamente. Se calcula que la capacidad total instalada en el mercado estadounidense de almacenamiento de energía alcanzará en 25 años los 113,95 GWh, y que la CAGR en 21-25 años será de hasta 94%.

Previsión de gran capacidad de almacenamiento en Estados Unidos

En términos de almacenamiento doméstico, se estima que las nuevas instalaciones fotovoltaicas domésticas en Estados Unidos serán de 4, 5, 8, 11 y 16 GW en 22-25, y los índices de penetración de la nueva distribución y almacenamiento fotovoltaico doméstico serán de 17,4%, 21,7%, 27,7% y 32,6% respectivamente, lo que corresponde a una capacidad instalada y de almacenamiento doméstico recién añadida de 2, 4, 7 y 12 GWh respectivamente, y la CAGR en 21-25 años es de hasta 86%.

Previsión de gran capacidad de almacenamiento en Estados Unidos

Factores que impulsan la explosión del almacenamiento de energía en EE.UU.

La estabilidad del sistema eléctrico es deficiente. La estabilidad del sistema de suministro eléctrico en Estados Unidos es deficiente. En condiciones meteorológicas extremas, es fácil que el sistema de suministro eléctrico deje de funcionar con normalidad. Por lo tanto, la energía de almacenamiento es necesaria para resolver el problema de seguridad del funcionamiento del sistema eléctrico. Las principales razones de la escasa estabilidad del suministro eléctrico son las siguientes:

1) Privatización de la red eléctrica estadounidense. En 1998, el gobierno estadounidense liberalizó los precios al por menor de la electricidad, y los precios de la electricidad en Estados Unidos empezaron a ser determinados por el mercado. Como consecuencia, se multiplicaron los grupos de interés y las empresas privadas tomaron caminos distintos. Cuando se enfrentan a condiciones meteorológicas extremas, en lo que piensan estas empresas es en no intentar mantener el suministro de electricidad y subir los precios, lo que limita mucho el desarrollo del sistema eléctrico.

2) Los tres grandes sistemas de redes eléctricas de Estados Unidos son relativamente independientes. En la actualidad, el almacenamiento de energía de Estados Unidos se compone principalmente de tres grandes grupos de redes eléctricas: la Eastern Union Grid, la Western Union Grid y la Texas Power Grid. Como la tecnología UHV no se ha generalizado en Estados Unidos, y la distancia es demasiado larga y las pérdidas demasiado grandes, los grupos de redes eléctricas no están dispuestos a llevar a cabo la transmisión de energía entre estados, por lo que operan de forma independiente y es difícil realizar un despacho interregional a gran escala.

3) Sistema de red anticuado y desordenado. Dado que la red eléctrica estadounidense lleva mucho tiempo tendida, el trazado de las líneas es relativamente complicado. En el contexto de la privatización de la energía, las empresas no están dispuestas a invertir demasiado dinero en mejorar y mantener el sistema de la red eléctrica, lo que provoca el envejecimiento gradual de los equipos, y los cortes de electricidad son propensos a ocurrir cuando se encuentran con un clima ligeramente extremo.

Altos precios de la electricidad, aumento de la diferencia de precios entre el pico y el valle, y aceleración de la integración en la red de nuevas fuentes de energía. En los últimos años, los precios de la electricidad para los residentes estadounidenses han sido elevados, pasando de 12,69 céntimos/KWh a principios de 21 a 15,19 céntimos/KWh en noviembre de 22, un aumento del 19,7%. Al mismo tiempo, debido a la liberalización del mercado eléctrico en la mayoría de las regiones, la diferencia de precios de la electricidad es relativamente grande. Suponiendo 15 kilovatios-hora de almacenamiento doméstico, los ingresos económicos anuales son de unos 800 dólares, superpuestos a las subvenciones al almacenamiento, lo que estimula enormemente la demanda de almacenamiento doméstico.

Política de desgravación fiscal

Antes de la introducción de la RA, la política del ITC era que los proyectos fotovoltaicos que empezaran a construirse en 2022 y entraran en funcionamiento antes de finales de 2025 podían optar a un crédito de 26%; los proyectos que empezaran a construirse en 2023 y entraran en funcionamiento antes de finales de 2025 recibían 22%; las partidas obtienen 10%. La energía de almacenamiento autónomo no puede optar a créditos.

Tras la introducción de la IRA, el crédito del IRPF para los sistemas de energía de almacenamiento conectados a la fotovoltaica se pospuso diez años, y pasó de 26% a 30%, para empezar a descender a 26% en 2033. Alternativamente, los sistemas autónomos de almacenamiento de energía con una capacidad de al menos 3KWh también pueden optar a créditos ITC. Gracias a la promoción política, la energía fotovoltaica, la eólica y el almacenamiento de energía se han desarrollado rápidamente.

El gobierno de EE.UU. ha aprobado una ambiciosa ley climática en forma de Ley de Reducción de la Inflación (IRA), con un importante apoyo a la energía eólica, solar y de almacenamiento.Se especula que, beneficiándose de la ley IRA, de 2022 a 2030, el almacenamiento de energía de EE.UU. añadirá 20GW/78GWh adicionales de construcción de almacenamiento de energía. Entre ellos, Texas añadió 8,9GW, y California añadió 6,5GW. Se estima que para 2030, la capacidad instalada acumulada de almacenamiento de energía en EE.UU. alcanzará los 112 GW/396 GW.

Panorama competitivo del mercado estadounidense de almacenamiento de energía

Según la cadena de la industria de la energía de almacenamiento de arriba abajo, dividimos a los participantes relacionados con el gran almacenamiento y el almacenamiento doméstico en cinco categorías: proveedores de baterías, proveedores de inversores, integradores de sistemas, instaladores de proyectos y operadores.

Entre ellos, los principales fabricantes de proveedores de baterías de China son CATL, BYD, EVE, etc. 10 principales fabricantes de baterías de ión litioLos proveedores de inversores son Sunshine, Huawei, Kstar, GoodWe, Jinlong, etc.; los integradores de sistemas e instaladores son principalmente CATL, BYD y Sunshine; y los operadores son en su mayoría empresas locales.

En el mercado estadounidense de la generación y el almacenamiento en red, los integradores son actualmente los principales proveedores de equipos, y la localización de la integración es obvia pero relativamente dispersa. Fluence, NextEra, Tesla, Powin y FlexGen son los cinco principales integradores, con más de 75%-80%. Sin embargo, el mercado estadounidense de la integración no ha formado un monopolio.

Los principales integradores chinos, CATL, BYD y Sunshine, tienen un gran reconocimiento de marca, una gran estabilidad de producto y una gran consistencia. Se espera que ganen más cuota. Según la clasificación global de integradores del año pasado, los proyectos ejecutados y previstos de Fluence representaron 18%, los de NextEra 14%, uno de los 10 primeros. fabricantes de powerwall en el mundo 11% de Tesla, 5% de Powin y 4% de FlexGen.