バッテリーエネルギー貯蔵システム市場の開発動向を探る

洗浄技術コンサルタント会社Apricumの調査によると、固定アプリケーション用のバッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の数は、ユーティリティ規模や分散アプリケーションを含めて劇的に増加し始めています。最近の見積もりによると、売上高は2018年の約10億ドルから、2024年には200億ドル、250億ドルに増加すると予想されています。

Apricumは、固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の成長の3つの主要な推進要因を特定しました。1つは、バッテリーコストの前向きな進展です。 2つ目は、規制の枠組みの改善であり、どちらもバッテリーの競争力を高めます。第三に、固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）は、アドレス可能なサービスの成長市場です。

バッテリーコスト

固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）を広く使用するための重要な前提条件は、バッテリー寿命中の関連するコスト削減です。これは主に、設備投資の削減、業績の改善、または資金調達条件の改善によって達成されます。

資本支出：

近年最大のコスト削減を実現した固定電池エネルギー貯蔵システム（BESS）技術は、リチウムイオン電池であり、2012年の約500〜600ドル/ kWhから300〜500ドル/ kWhに減少しました。これは主に、「3C」業界（コンピューター、通信、家庭用電化製品）や電気自動車などのモバイルアプリケーションにおけるテクノロジーの支配的な地位と、その結果としての規模の経済によるものです。これに関連して、テスラは、米国のエネルギー貯蔵電池メーカーであるアレボのネバダにある35 GWh / kWの「ギガファクトリー」工場の生産を通じて、リチウムイオン電池のコストをさらに削減する計画を発表しました。廃墟となったタバコ工場を16GWhのバッテリー製造施設に変える。

今日、ほとんどのエネルギー貯蔵技術の新興企業は、低資本支出を採用するための他の方法に取り組んでいます。彼らは、リチウムイオン電池の生産を満たすのは難しいことを認識し、Eos、Aquion、Ambriなどの企業は、最初から特定のコスト要件を満たすように電池を設計していました。これは、電極、プロトン交換膜、電解質に多数の安価な原材料と高度に自動化された技術を使用し、それらの生産をFoxconnなどの世界規模の製造請負業者にアウトソーシングすることで実現できます。その結果、Eosは、メガワットシステムの価格はわずか160ドル/ kWhであると述べました。

さらに、革新的な調達は、固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の投資コストを削減するのに役立ちます。たとえば、ボッシュ、BMW、スウェーデンのユーティリティVattenfallは、BMWi3およびActiveEセダンで使用されているリチウムイオン電池をベースにした2MW / 2MWhの固定エネルギー貯蔵システムを設置しています。

パフォーマンス：

バッテリーの性能パラメーターは、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）のコストを削減するためのメーカーとオペレーターの努力によって改善することができます。バッテリーの寿命（ライフサイクルとサイクル寿命）は、明らかにバッテリーの経済性に大きな影響を与えます。製造レベルでは、活性化学物質に独自の添加剤を追加し、製造プロセスを改善してより均一なバッテリー品質を実現することにより、作業寿命を延ばすことができます。

明らかに、バッテリーは、たとえば放電深度（DOD）に関しては、常にその設計の動作範囲内で効果的に機能する必要があります。アプリケーションの潜在的な放電深度（DOD）を制限するか、必要以上に容量の大きいシステムを使用することで、サイクル寿命を大幅に延ばすことができます。厳格な実験室テストを通じて得られた最適な動作限界に関する詳細な知識、および適切なバッテリー管理システム（BMS）があることは、大きな利点です。往復効率の低下は、主に電池セルの化学的性質に固有のヒステリシスによるものです。適切な充電または放電速度を使用し、適切な放電深度（DOD）を維持することで、高効率を維持できます。

さらに、バッテリーシステムのコンポーネント（冷却、加熱、またはバッテリー管理システム）によって消費される電気エネルギーは効率に影響を与えるため、最小限に抑える必要があります。たとえば、鉛蓄電池に機械的要素を追加してデンドライトの形成を防ぐことにより、時間の経過に伴う電池容量の劣化を軽減できます。

資金調達条件：

固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）プログラムの銀行業務は、限られたパフォーマンス記録と、バッテリーエネルギー貯蔵のパフォーマンス、メンテナンス、およびビジネスモデルにおける金融機関の経験不足の影響を受けることがよくあります。

バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）プログラムのサプライヤーと開発者は、たとえば、標準化された保証の取り組みや、バッテリーを実装するための包括的なテストプロセスを通じて、投資条件の改善を試みる必要があります。

一般的に、上記の設備投資が減少し、バッテリーの数が増え続けると、投資家の信頼が高まり、資金調達コストが低下します。

2.規制の枠組み

WEMAG / Younicosが導入したバッテリーエネルギー貯蔵システム

成熟した市場に参入するすべての比較的新しい技術と同様に、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）は、有利な規制の枠組みにある程度依存しています。少なくともこれは、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）が市場参加に障壁がないことを意味します。理想的には、政府機関は固定ストレージシステムの価値を認識し、それに応じてアプリケーションの動機付けを行います。

そのアプリケーション障壁の影響を排除する例は、米国連邦エネルギー規制委員会（FERC）の注文番号755です。これは、MW-MILIEE55リソースに対して、より速く、より正確で、より高性能な支払いを提供するためにISO3とRTOs4を要求します。独立系事業者であるPJMが2012年10月に卸電力市場に対応して以来、エネルギー貯蔵の規模は拡大している。その結果、2014年に配備された米国の62メガワットのエネルギー貯蔵装置では、2番目の3ポイントがPJMのエネルギー貯蔵製品です。

ドイツでは、太陽光およびエネルギー貯蔵システムを購入する住宅ユーザーは、ドイツ政府所有の開発銀行KfWから低利のローンを取得し、購入価格の最大30％のリベートを受け取ることができます。これまでのところ、これにより約12,000のエネルギー貯蔵システムの設置が促されましたが、プログラムの外部でさらに13,000のエネルギー貯蔵システムが構築されていることに注意してください。

2013年、カリフォルニア州規制当局（CPUC）は、2020年までに、公益事業部門が1.325GWのエネルギー貯蔵容量を購入する必要があることを要求しました。調達プログラムは、バッテリーがどのようにグリッドを近代化し、太陽光と風力エネルギーの統合を支援できるかを実証するように設計されています。

上記の例はすべて、エネルギー貯蔵の分野で大きな注目を集めている主要なイベントです。ただし、規則の小さな、しばしば見過ごされている変更は、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の地域的な適用性に強い影響を与える可能性があります。考えられる例は次のとおりです。

ドイツの主要なエネルギー貯蔵市場の最小容量要件を単純に削減することにより、住宅用エネルギー貯蔵システムは仮想発電所として参加できるようになり、分散型バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）のビジネスケースがさらに強化されます。

2009年に発効したEUの第3次エネルギー改革プログラムの中核となる要素は、電力会社の発電および販売事業を送電網から分離することです。この場合、いくつかの法的な不確実性のために、送電システムオペレーター（TSO）がエネルギー貯蔵システムを操作することを許可される条件は完全には理解されていません。法規制の改善により、グリッドサポートにおけるバッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の幅広いアプリケーションの基盤が築かれます。

3.アドレス可能なサービスの市場

AEGパワーソリューション

世界の電力市場の特定の傾向がサービスの需要の増加を引き起こしており、原則として固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）サービスを使用できます。関連する傾向は次のとおりです。

再生可能エネルギーの変動性と自然災害時の電力供給の柔軟性の向上により、電力システムの柔軟性に対する需要が高まっています。ここで、エネルギー貯蔵プロジェクトは、周波数と電圧の制御、グリッドの混雑緩和、再生可能エネルギーの引き締め、ブラックスタートなどの補助サービスを提供できます。

老朽化または容量不足による発電および送電および配電インフラストラクチャの拡張と実装、および農村地域での電化の増加、この場合、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）は、インフラストラクチャへの投資を遅延または回避する代わりに使用できます。アイランドグリッドを安定させるか、オフグリッドシステムのディーゼル発電所セットの効率を向上させます。

産業、商業、住宅のエンドユーザーは、特に価格変動と需要コストのために、より高い電気料金に対処するのに苦労しています。 （潜在的な）住宅用太陽光発電の所有者にとって、固定価格買取制度の引き下げは経済的実行可能性に影響を及ぼします。さらに、電源の信頼性が低く、電力品質が悪いことがよくあります。固定バッテリーは、無停電電源装置（UPS）を提供しながら、「ピーククリッピング」と「ピークシフト」を実行する自己消費を増やすのに役立ちます。

明らかに、この需要を満たすために、さまざまな従来の非エネルギー貯蔵オプションがあります。バッテリーがより良い選択を構成するかどうかは、ケースバイケースで評価する必要があり、地域ごとに大きく異なる可能性があります。たとえば、オーストラリアやテキサスなどでいくつかの前向きなビジネスケースがありますが、これらのケースは長距離伝送の問題を克服する必要があります。ドイツの中電圧レベルの一般的なケーブル長は10km未満であり、これが従来のグリッドになります。ほとんどの場合、拡張は低コストの代替手段です。

一般的に、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）のみを使用してサービスを提供するだけでは十分ではありません。したがって、サービスを「ベネフィットスタック」に組み込んで、コストを削減し、複数のメカニズムを通じて補償する必要があります。最大の収入源を持つアプリケーションから始めて、最初に予備の容量を使用してオンサイトの機会をつかみ、UPS電源などの規制上の障壁を回避する必要があります。残りの容量については、グリッドに提供されるサービス（周波数調整など）も考慮することができます。言うまでもなく、追加のサービスが主要なサービスの開発を妨げることはありません。

エネルギー貯蔵市場の参加者への影響

これらの推進力の改善は、新しいビジネスチャンスとそれに伴う市場の成長につながります。しかし、ネガティブな展開は、ビジネスモデルの達成に失敗したり、経済的実行可能性を失ったりする可能性があります。たとえば、特定の原材料が予期せず不足しているために、期待されるコスト削減が達成されない場合や、新技術の商品化が期待どおりに行われない場合があります。規制の変更により、固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）が参加できないフレームワークが形成される可能性があります。さらに、近隣産業の発展により、周波数制御のための再生可能エネルギーの使用など、固定バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の追加の競争が生じる可能性があります。一部の市場（アイルランドなど）では、グリッド標準により風力発電所がメインパワーリザーブ。

したがって、企業は、バッテリーのコスト、規制の枠組み、および固定バッテリーストレージの世界市場にうまく参加する必要性を注意深く監視し、予測し、プラスの影響を与える必要があります。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。