Analyse du marché américain du stockage de l'énergie et paysage concurrentiel

En termes d'échelle globale, la nouvelle capacité installée en 2030 devrait dépasser les 70 GW. On peut constater que, dans la perspective du développement futur des énergies renouvelables et de la transformation continue de la structure énergétique, les pays du monde entier accordent de plus en plus d'attention au stockage de l'énergie.

On estime qu'en 2025, la capacité mondiale cumulée basée sur la production d'énergie atteindra près de 150 GW, et jusqu'en 2030, grâce à la demande de stockage d'énergie en Chine, aux États-Unis, en Europe et dans d'autres régions, la capacité des systèmes de stockage d'énergie sera multipliée par 15, pour atteindre 411 GW.

Nouvelle capacité installée d'énergie de stockage mondiale (GW)

Capacité mondiale d'énergie de stockage nouvellement ajoutée à la production d'électricité (GWh)

Capacité installée cumulée mondiale d'énergie de stockage (GWh)

Production cumulée d'électricité dans le monde (GWh)

Le stockage de l'énergie se développe rapidement aux États-Unis, et une capacité de stockage de l'énergie de l'ordre du GW est installée chaque trimestre. À partir de 2020, le marché américain du stockage de l'énergie est entré dans une période de croissance rapide. En 2020 et 2021, la capacité installée de stockage d'énergie aux États-Unis atteindra respectivement 3529/10499 MW, avec un taux de croissance de 237%/198%.

Selon le rapport de recherche "US energy energy Monitor", au premier semestre 2022, la capacité installée du marché américain du stockage de l'énergie sera de 2305 MW/5917 MWh. Parmi eux, la capacité installée de l'énergie de stockage au niveau du réseau au deuxième trimestre a atteint 1 170 MW/2 608 MWh, soit la capacité installée la plus élevée jamais enregistrée au cours du deuxième trimestre.

Analyse du marché du stockage de l'énergie aux États-Unis

La différenciation régionale du marché américain du stockage de l'énergie est évidente et se concentre principalement en Californie et au Texas. En 2021, la capacité installée d'énergie de stockage en Californie est de 2339,1 MW, soit 44% ; la capacité installée d'énergie de stockage au Texas est de 797,4 MW, soit 15%. Le développement rapide de la Californie et du Texas est principalement lié à des facteurs tels qu'une infrastructure électrique instable et des incitations politiques évidentes, qui seront détaillés plus loin.

Nombre de projets d'énergie de stockage raccordés au réseau par État

Nouvelle capacité installée de stockage d'énergie aux États-Unis

Classification des scénarios d'application du stockage de l'énergie aux États-Unis

Selon la classification des scénarios d'application, le stockage de l'énergie aux États-Unis est dominé par la partie frontale (côté production d'électricité, côté réseau), et 22H1 contribuera à plus de 80% de la part. Actuellement, en raison de la commercialisation de l'électricité sur le marché américain, chaque réseau électrique est relativement indépendant et il est difficile d'effectuer une répartition interrégionale à grande échelle.

Par conséquent, des services auxiliaires d'électricité sont nécessaires pour aider à compléter la consommation, et la capacité installée d'énergie de stockage côté production et côté réseau a augmenté de manière significative. La capacité installée de l'énergie de stockage domestique a atteint 393 MWh en 21 ans. Bien que la proportion soit faible, il s'agit encore d'un stade précoce, et le taux de croissance ultérieur s'accélérera.

2022H1 Capacité installée d'énergie de stockage aux États-Unis (classée par scénarios d'application, MWh)

Types de technologies de stockage de l'énergie aux États-Unis

En ce qui concerne les types de technologies, la structure des projets est diversifiée, le nombre de projets de stockage électrochimique de l'énergie est important et la capacité installée de stockage par pompage est élevée. Les principales technologies de stockage d'énergie actuelles comprennent le stockage d'énergie par pompage (PHS), le stockage d'énergie par air comprimé (CAES), le stockage d'énergie par batterie avancée (ABES), le stockage d'énergie par volant d'inertie (FES), le stockage d'énergie thermique (TES) et le stockage d'énergie par l'hydrogène (HES). Attendez.

Du point de vue du nombre de projets, les projets actuels de stockage d'énergie aux États-Unis sont classés par type de technologie. Les projets électrochimiques représentent environ 64% du total, tandis que le stockage d'énergie thermique représente 25%, et que le stockage par pompage et l'énergie de stockage électromécanique représentent environ 10%. Du point de vue de la capacité installée, l'accumulation par pompage représente 92% de la capacité installée totale, soit environ 27GW, et l'échelle des autres est inférieure à 1GW.

Types de technologies pour les projets de stockage d'énergie aux États-Unis en 2021

Le taux de pénétration du marché est sur le point d'augmenter, et le TCAC des grands dépôts/dépôts des ménages devrait être de 94%/86% dans les 21-25 ans. Après calcul, on estime que 50,22, 57,83, 70,79 et 89,75 GWh de nouvelle capacité photovoltaïque + éolienne installée seront ajoutés aux États-Unis dans les années 22-25, ce qui correspond à des temps de charge et de décharge de 2, 2, 2,5, 2,5 et 3 heures, et que le taux de pénétration de l'énergie de stockage sera de 10%, 12%, 18%, et 25%. , 32%.

Le ratio d'énergie de stockage est de 45%, 50%, 55%, 60% et 65%, et la capacité installée de production d'électricité supplémentaire calculée correspondant au stockage d'énergie installé est respectivement de 6,03, 14,31, 26,55 et 56.00GWh respectivement ; on estime que la puissance installée photovoltaïque + éolienne non attribuée aux États-Unis dans 22-25 ans sera de 66,33, 106,13, 148,58, 193,15GWh, correspondant à des temps de charge et de décharge de 2, 2, 2,5, 2,5, 3h, et à un taux de pénétration du stockage de l'énergie de 5%, 5%, 7%, 8%, 10%.

D'après les calculs, les installations d'énergie de stockage correspondant à la capacité installée supplémentaire de production d'électricité sont respectivement de 6,63, 18,57, 29,72 et 57,95 GWh. On estime que la capacité installée totale du marché américain du stockage de l'énergie atteindra 113,95 GWh dans 25 ans, et que le TCAC entre 21 et 25 ans atteindra 94%.

Prévisions concernant la capacité de stockage à grande échelle aux États-Unis

En ce qui concerne le stockage domestique, on estime que les nouvelles installations photovoltaïques domestiques aux États-Unis seront de 4, 5, 8, 11 et 16 GW en 22-25, et que les taux de pénétration de la distribution et du stockage photovoltaïques domestiques seront respectivement de 17,4%, 21,7%, 27,7% et 32,6%, ce qui correspond à une capacité de stockage domestique nouvellement ajoutée et installée de 2, 4, 7 et 12 GWh respectivement, et à un TCAC de 86% en 21-25 ans.

Prévision d'une grande capacité de stockage aux États-Unis

Facteurs déterminants de l'explosion du stockage de l'énergie aux États-Unis

La stabilité du système électrique est médiocre. La stabilité du système d'alimentation électrique aux États-Unis est médiocre. En cas de conditions météorologiques extrêmes, il est facile d'empêcher le système d'alimentation électrique de fonctionner normalement. C'est pourquoi l'énergie de stockage est nécessaire pour résoudre le problème de sécurité du fonctionnement du système électrique. Les principales raisons de la faible stabilité de l'alimentation du réseau électrique sont les suivantes :

1) Privatisation du réseau électrique américain. En 1998, le gouvernement américain a libéralisé les prix de détail de l'électricité et les prix de l'électricité aux États-Unis ont commencé à être déterminés par le marché. En conséquence, de nombreux groupes d'intérêt ont afflué et les entreprises privées se sont retirées. Lorsqu'elles sont confrontées à des conditions météorologiques extrêmes, ces entreprises pensent à ne pas essayer de maintenir l'approvisionnement en électricité et à augmenter les prix, ce qui limite considérablement le développement du système électrique.

2) Les trois principaux réseaux électriques des États-Unis sont relativement indépendants. Le stockage de l'énergie aux États-Unis se compose actuellement de trois grands groupes de réseaux électriques : le réseau de l'Union orientale, le réseau de l'Union occidentale et le réseau électrique du Texas. Étant donné que la technologie UHV n'a pas été largement utilisée aux États-Unis, que la distance est trop longue et que les pertes sont trop importantes, les groupes de réseaux électriques ne sont pas disposés à assurer la transmission d'énergie entre les États, de sorte qu'ils fonctionnent de manière indépendante et qu'il est difficile d'effectuer des répartitions interrégionales à grande échelle.

3) Un système de réseau obsolète et désordonné. Le réseau électrique américain ayant été mis en place il y a longtemps, le tracé des lignes est relativement compliqué. Dans le contexte de la privatisation de l'électricité, les entreprises ne sont pas disposées à investir trop d'argent dans la modernisation et l'entretien du réseau électrique, ce qui entraîne un vieillissement progressif des équipements, et des coupures de courant sont susceptibles de se produire en cas de conditions météorologiques légèrement extrêmes.

Des prix de l'électricité élevés, un écart de prix croissant entre la pointe et la vallée, et une intégration accélérée des nouvelles sources d'énergie dans le réseau. Ces dernières années, les prix de l'électricité pour les résidents américains ont été élevés, passant de 12,69 cents/KWh début 21 à 15,19 cents/KWh le 22 novembre, soit une augmentation de 19,7%. Dans le même temps, en raison de la libéralisation du marché de l'électricité dans la plupart des régions, la différence de prix de l'électricité est relativement importante. Dans l'hypothèse d'un stockage domestique de 15 kilowattheures, le revenu économique annuel est d'environ 800 dollars américains, superposés aux subventions au stockage, ce qui stimule grandement la demande de stockage domestique.

Politique de crédit d'impôt de la loi IRA

Avant l'introduction de l'AR, la politique de l'ITC était la suivante : les projets photovoltaïques dont la construction commençait en 2022 et qui étaient mis en service avant la fin de 2025 pouvaient bénéficier d'un crédit de 26% ; les projets dont la construction commençait en 2023 et qui étaient mis en service avant la fin de 2025 bénéficiaient d'un crédit de 22% ; les projets de type "Items" bénéficiaient d'un crédit de 10%. L'énergie de stockage autonome n'est pas éligible aux crédits.

Après l'introduction de l'IRA, le crédit d'impôt sur le revenu des personnes physiques pour les systèmes d'énergie de stockage connectés à des systèmes photovoltaïques a été reporté de dix ans et est passé de 26% à 30%, avant de commencer à chuter à 26% en 2033. Par ailleurs, les systèmes de stockage d'énergie autonomes d'une capacité d'au moins 3KWh sont également éligibles aux crédits ITC. Bénéficiant de la promotion politique, l'énergie photovoltaïque, l'énergie éolienne et le stockage de l'énergie se sont développés rapidement.

Le gouvernement américain a adopté une loi ambitieuse sur le climat sous la forme de la loi sur la réduction de l'inflation (IRA), qui apporte un soutien majeur à l'énergie éolienne, solaire et de stockage. Parmi eux, le Texas a ajouté 8,9 GW et la Californie 6,5 GW. On estime que d'ici 2030, la capacité installée cumulée de stockage d'énergie aux États-Unis atteindra 112 GW/396 GW.

Paysage concurrentiel du marché américain du stockage de l'énergie

En fonction de la chaîne industrielle de l'énergie de stockage, de haut en bas, nous divisons les grands acteurs du stockage et du stockage domestique en cinq catégories : les fournisseurs de batteries, les fournisseurs d'onduleurs, les intégrateurs de systèmes, les installateurs de projets et les opérateurs.

Parmi eux, les principaux fabricants de batteries en Chine sont CATL, BYD, EVE, etc. les 10 premiers fabricants de batteries lithium-ionLes fournisseurs d'onduleurs comprennent Sunshine, Huawei, Kstar, GoodWe, Jinlong, etc. ; les intégrateurs de systèmes et les installateurs sont principalement CATL, BYD et Sunshine ; et les opérateurs sont pour la plupart des entreprises locales.

Sur le marché américain du stockage côté production et côté réseau, les intégrateurs sont actuellement les principaux fournisseurs d'équipements, et la localisation de l'intégration est évidente mais relativement dispersée. Fluence, NextEra, Tesla, Powin et FlexGen sont les cinq principaux intégrateurs, représentant plus de 75%-80%. Cependant, le marché américain de l'intégration n'a pas formé de monopole.

Les principaux intégrateurs chinois, CATL, BYD et Sunshine, jouissent d'une grande notoriété, d'une forte stabilité des produits et d'une grande cohérence. On s'attend à ce qu'ils gagnent des parts de marché. Selon le classement global des intégrateurs de l'année dernière, les projets mis en œuvre et planifiés de Fluence représentaient 18%, ceux de NextEra 14%, soit l'un des 10 premiers intégrateurs mondiaux. fabricants de powerwall dans le monde Les 11% de Tesla, les 5% de Powin et les 4% de FlexGen.