Redaktionel Q&A - Nøglebudskaber for Energilagringsmarkedet

Tilskrevet ANDY LYCETT, Landsansvarlig for Storbritannien og Irland, Sungrow

Verdens førende leverandør af inverter og energilagersystemer, Sungrow, har allerede etableret en førende position på det globale batterilager (BESS) marked. Andy Lycett er Sungrows landchef for Storbritannien og Irland, og leder selskabets PV-inverter og BESS-team.

Energilagring er vokset enormt som en industri i de seneste år, og denne vækst forventes bredt at accelerere. Hvordan udvikler og ændrer energilagringsmarkedet sig, mens det vokser?

Svar:

Indtil det sidste årti blev energilagring primært anvendt til at give kritisk infrastrukturstøtte og backup UPS-strøm til virksomheder og organisationer såsom hospitaler, regeringscentre og datacentre osv. Det var et niche specialmarkedssegment, der konkurrerede med eller supplerede dieselgeneratoren. Denne situation fortsatte indtil for omkring 10 år siden, da National Grid begyndte at gennemføre undersøgelser og ydede incitamenter for netværkstjenester. Spredningen af intermitterende vedvarende energi er den primære drivkraft.

Senere implementerede Storbritannien sin første storskala batterilagring i Leighton Buzzard, hvilket demonstrerede egneden af lithium-ion-batterier i denne anvendelse. Storbritannien accepterede derefter, at vi ikke kun kunne bruge batterier som backup, men vigtigere, at de kunne skabe værdi for de nationale og lokale distributionsnetværk ved at fungere som udbud eller efterspørgsel for at give netstabilitet. Yderligere forsknings- og udviklingsprojekter cementerede yderligere ESS's position som en levedygtig teknologi. Siden da har industrien udviklet sig enormt.

Ifølge Sungrow begyndte den britiske ESS-industri virkelig at accelerere, da National Grid introducerede 200MW EFR-ordningen nogle år senere, og det blev derefter indset, at der ikke kun var muligheder for at udsætte opgraderinger, men også en mulighed for bistandsydelser. Batterilagring gjorde det derefter muligt for investorer at opnå hurtigere tilbagebetaling, typisk inden for en 5-10 års tidsramme. Flere og flere virksomheder begyndte at udforske brugen af BESS til at fylde hullet mellem langsigtet lagring, diesel og gas, men de fleste store spillere var stadig ret tøvende over for teknologien på grund af den høje CAPEX, opfattet risiko og mangel på finansiering til at få projekterne til at lykkes.

Når større spillere begyndte at støtte BESS-projekter i Storbritannien ved at investere solide beløb i reelle projekter, fremskyndede det yderligere forandringen. Stigende antal investorer begyndte at vurdere risikoen og belønningerne, idet batteripriserne fortsatte med at falde, og forsyningskæden modnedes. De var klar til at gribe den tidlige mulighed for at bygge storskalabatterilagringssystemer baseret på sunde finansielle modeller med FFR- og TRIADs-betalinger som grundlag. Forbrugsvirksomhederne fulgte snart efter, implementerede store BESS på nogle af deres egne lokaliteter, og derfra bevægede industrien sig hurtigt frem mod modnere nettilskudsordninger. Battericellepriserne fortsatte med at falde, og banker, institutionelle investorer og kapitalinvestorer blev i stigende grad trygge ved batterilagring.

Så i løbet af de sidste 10 år har industrien stået over for en række udfordringer. I starten forsøgte den at finde indtægtskilder ikke kun fra backup-tjenester, men også som et netværkstjenesteleverandør, senere var det et spørgsmål om stakket indtægtsstabilitet og at skabe et solidt forretningsgrundlag ved at kombinere disse forskellige bi-tjenester. Senest har udfordringen været at bruge den rigtige vej til markedstjenester via leverandører og aggregatorer for at demonstrere over for investorer, at BESS-teknologi faktisk er bankbar på lang sigt. Dette er blevet hjulpet af specialiserede batterioptimatorer, der bruger deres ekspertise på markeder og modellering til at forudsige de korrekte indtægtsstrategier for ejere og operatører. 

I dag er der yderligere fokus på pålidelighed og risikoelementer i sektoren, så det handler om at bruge de seneste produktiterationer for at tilfredsstille forsikringsselskabers behov for sikker systemdrift. Industrien gennemgår også helt nye udfordringer i form af forsyningskædeforstyrrelser, hovedsageligt på grund af Covid-induceret volatilitet, hvilket resulterer i højere priser, længere leveringstider og mindre forsyningssikkerhed. Selvom denne situation ikke vil fortsætte for evigt, forårsager den og vil fortsætte med at forårsage kortvarig ubehag, højst sandsynligt indtil slutningen af 2022. Men Sungrow mener, at når forsyningskæden bliver i stigende grad moden, vil konkurrencen konsolidere, og hovedfokus for produktproducenter vil være kontinuerlige systemforbedringer, for eksempel for at blive i stigende grad pålidelige, sikre og mere økonomiske.

Hvad er nogle af de udfordringer, som industrien skal overvinde for at blive og forblive en nøglekomponent i den globale overgang til lavt-kulstof energikilder?

Svar:

Sungrow mener, at alle dele af sektoren skal være involveret for at blive og forblive en nøglepille i energiovergangen. Imidlertid er markedets deltagere for det meste virksomheder og netoperatører, og i sidste ende investorer, som er markedet-drevne. Så som en del af vejen til global dekarbonisering vil statslige reguleringer rundt om i verden spille en vigtig rolle. Dette vil være en af de vigtigste udfordringer, der opfordrer regulatorer til at implementere en politik, hvor der tidligere ikke var nogen, i et forsøg på at drive og stimulere markedet i den rigtige retning. Dette vil derefter skabe et solidt fundament for, at industrien kan blomstre, som vi så med PV. For eksempel introducerede National Grid en række forskellige bistandstjenester til batterier såsom EFR FFR TRIADS Balancing Mechanism, osv., og den britiske regulator fjernede barrierer såsom 50MW-loftet for national planlægning, den dobbelte opladning og afgifter som indlejrede generatorer, osv.

For Sungrow, som en udstyrsproducent og energilagringssystemleverandør, er fokus på udviklingen af mere effektive PCS, Control og BMS for endnu mere robuste og effektive tekniske løsninger, som er skalerbare for at muliggøre hurtig implementering, mens de også er mere konkurrencedygtige end den foregående generation.

For EPC-partnerne er deres udfordring at forstå de kommende produkter til markedet, og hvordan man bedst kan bruge dem inden for rammerne af planlægning, net, byggeomkostninger osv. De vil også se til fabrikanterne for øget omkostningseffektivitet. EPC- og udviklingspartnere skal også træffe det rigtige valg, når de vælger en fabrikant at arbejde sammen med. De skal finde en pålidelig partner, der kan tilbyde et langsigtet forhold. Sungrow har en 25-årig track record i at levere systemer og service og har været i drift i Storbritannien siden 2014, og arbejder med førende blue-chip udviklere og EPC'er, der leverer nogle rekordstore systemer, såsom det højt profilerede 100MW/100MWh ESS i Minety i Wiltshire.

Selvfølgelig vil andre organisationer i sektoren også have deres egne udfordringer, såsom forsyningsselskaber og elproduktionsvirksomheder. Deres største udfordring vil være, hvordan man balancerer deres forretningsinteresser med kunderne og nettet. Aggregatorer vil være nødt til at anvende stigende komplekse algoritmer for at optimere indtægtsstrømme. Kontrolsystemleverandører vil være nødt til at minimere forsinkelse og øge pålideligheden af løsninger. Forsikringsselskaber, advokater og finansfolk vil være nødt til at tilpasse projekter og kontrakter til en stadig stigende risikoprofil for at matche de forbedrede fleksibiliteter af cellerne. Hvad angår battericelleleverandører, er deres udfordring at udvikle mere innovative battericeller for at tilpasse sig stigende krævende netjenester og arbitrageydelseskrav.

Efterhånden som flere energilagringssystemer installeres, vil genanvendelsestjenester i sidste ende blive en nøglekomponent i systemets livscyklus. Kort sagt vil branchen have brug for flere genanvendelsesanlæg. Den nuværende genanvendelseskapacitet er sørgeligt utilstrækkelig i forhold til det, der kommer, så dette er en anden forhindring, branchen står over for. Dette er dog ikke et uoverkommeligt problem, og med tiden vil kapaciteten blive etableret, efterhånden som markedet vokser. Vi er stadig i de tidlige faser. I 2025-2027 vil de første batterilagringsanlæg nå deres 10-års slutning af levetiden, og branchen skal sikre, at der er tilstrækkelige faciliteter til den tid. Dette er ikke kun til regulerings- og miljøformål, men også for at genbruge sekundære batterier, især LFP, da disse har næsten 20-25 års levetid, samt dyrebare mineraler og materialer indeholdt i cellerne, klar til at blive genbrugt igen.

Det er klart, at der er udfordringer på tværs af alle sektorer i industrien, men med nogle klare reguleringer og politikker fra regeringen, burde vi have lagt grundlaget for drift. PV-sektoren har vist, hvor modstandsdygtig den vedvarende energiindustri kan være, og hvordan vi finder en vej gennem eller omkring dem, selv når der er store udfordringer. Ved at alle interessenter arbejder sammen, kan vi gøre ESS-industrien til en blomstrende succes i mange år fremover og hjælpe med at facilitere en hurtig og glid overgang til en lavkulstof fremtid.

Hvilke af de vigtigste teknologitrender tror du vil forme udrulningen af energilagring a) i løbet af 2022 og b) mellem nu og 2030?

Svar:

I løbet af 2022

Udtrykket Energilagring dækker en række teknologier, herunder mekanisk lagring, elektrokemisk lagring osv. Vores fokus er på de vigtigste teknologier, der påvirker elektrokemisk lagring, som er relevant for batterikemierne, der bliver implementeret kommercielt i 2022.

Termisk styringAf battericeller er af vital betydning for ydeevnen og levetiden for ethvert ESS-system. Med undtagelse af antallet af arbejdscyklusser og batteriernes alder har det den største indvirkning på ydeevnen.

DC-koblet PV+ESSVil begynde at spille en mere vigtig rolle, når eksisterende produktionsaktiver søger at optimere præstation. PV og BESS spiller en vigtig rolle i fremskridtet mod netto-nul. Kombinationen af disse to teknologier er blevet undersøgt og anvendt i mange projekter. Men de fleste af dem er AC-koblede. DC-koblede systemer kan spare CAPEX for primære udstyr (omformersystem/transformator osv.), reducere det fysiske fodaftryk, forbedre konverteringseffektiviteten og mindske PV-produktionsbegrænsning i scenarier med høje DC/AC-forhold, hvilket kan have kommerciel fordel. Disse hybridsystemer vil gøre PV-output mere kontrollerbart og styrende, hvilket vil øge værdien af den producerede elektricitet. Derudover vil ESS-systemet være i stand til at optage energi til lave priser, når forbindelsen ellers ville være overflødig, og dermed udnytte netforbindelsesaktiverne bedre.

Længere varighed energilagringssystemer vil også begynde at spredes i 2022. 2021 var bestemt året for fremkomsten af utility-skala PV i Storbritannien. Scenarierne, der egner sig til langvarig energilagring, inkluderer spidsbelastningsreduktion, kapacitetsmarked; forbedring af netudnyttelsesgraden for at reducere transmissionsomkostninger; lette spidsbelastningskrav for at reducere investeringer i kapacitetsopgradering og i sidste ende reducere elomkostninger og kulstofintensitet. Markedet kalder på langvarig energilagring. Vi tror, at 2022 vil indlede æraen for sådan teknologi.

Hybrid bolig BESSvil spille en vigtig rolle i den grønne energiproduktions-/forbrugsrevolution på husholdningsniveau. Omkostningseffektiv, sikker, hybrid bolig-BESS, der kombinerer tagets PV, batteri og en todirektional plug-and-play inverter for at opnå et hjemmemikrogrid. Med stigningen i energipriser, der bider, og teknologi klar til at hjælpe med forandringen, forventer vi hurtig opbakning på dette område.

Mellem nu og 2030

Der er flere faktorer, der vil påvirke udrulningen af energilagringssystemer mellem 2022 og 2030.

Udviklingen af nye battericelteknologier der kan sættes i kommerciel anvendelse, vil yderligere fremme implementeringen af energilagersystemer. I de sidste par måneder har vi set et stort spring i råvareomkostningerne for lithium, hvilket fører til en prisstigning på energilagersystemer. Dette er muligvis ikke økonomisk bæredygtigt. Vi forventer, at der i det næste årti vil være meget innovation inden for flydebatterier og udvikling af flydende-til-fast tilstand batterier. Hvilke teknologier der bliver levedygtige, vil afhænge af omkostningerne ved råvarer og hvor hurtigt nye koncepter kan bringes på markedet.

Med den øgede hastighed for implementering af batterilagringssystemer siden 2020,batterigenanvendelseSkal tages i betragtning i de næste få år, når man opnår 'Livscyklusslutning'. Dette er meget vigtigt for at opretholde et bæredygtigt miljø. Der er allerede mange forskningsinstitutioner, der arbejder på forskningen i batterigenbrug. De fokuserer på temaer som 'Kaskadeudnyttelse' og 'Direkte demontering'. Energilagringssystemet skal være designet til at tillade let genbrug.

Netværksstrukturen vil også påvirke udrulningen af energilagringssystemer. I slutningen af 1880'erne var der en kamp om dominans for elektricitetsnettet mellem AC-systemer og DC-systemer. Vi ved nu, at AC-systemet vandt, og nu er grundlaget for elnettet, selv i det 21. århundrede. Men denne situation ændrer sig, med den høje penetration af power electronic-systemer siden sidste årti. Vi kan se den hurtige udvikling af DC-energisystemer fra højspænding (320kV, 500kV, 800kV, 1100kV) til DC-distributionssystemer. Batterienergilagring kan følge denne netværksændring i det næste årti eller deromkring.

Brint. Dette er et meget varmt emne vedrørende udviklingen af fremtidige energilagringssystemer. Der er ingen tvivl om, at Brint vil spille en vigtig rolle i energilagringsdomænet. Men under brintudviklingens rejse vil eksisterende vedvarende teknologier også bidrage massivt. Der er allerede nogle eksperimentelle projekter, der bruger PV +ESS til at levere strøm til elektrolyse for brintproduktion. ESS vil sikre en grøn/uafbrudt strømforsyning under produktionsprocessen, som er den virkelige 'Ren strøm til alle'.

Hvor kan industrien og dens kunder finde de største muligheder for lavere omkostninger og Maksimer værdi fra energilagringsløsninger og tjenester?

Svar:

Installer systemer med længere varighed

Den eneste sikkerhed for fremtidige indtægtsstrømme fra ESS-systemer er, at de er usikre! Energilagringssystemer skal designes til at være fremtidssikrede for at tilpasse sig de skiftende behov i et stadig mere decarboniseret og volatilt elnet og de markedsmekanismer, der understøtter levering af strøm til slutbrugere. Hvad der er sandt under pandemien er, at uventede muligheder for profitabel drift af systemer er opstået, da volatiliteten i strømpriser er blevet påvirket ikke kun af efterspørgselsnedgang, men også af udbudsbegrænsninger drevet af gasmangel forårsaget af geopolitiske begivenheder og usæsonmæssige vejrmønstre. Følgelig er der fornyet interesse i længerevarende systemer med flere indtægter fra energikapacitet.

Brug fremtidssikker teknologi for en usikker fremtid

Kernen i værdien af energilagring er dens værdi som en balanceringsteknologi. Et ESS-system kan tjene indtægter på både opladning og afladning. Ser vi fremad, kan vi forvente et lignende mønster af begivenheder, der har gjort ESS så attraktiv i de senere år? Svaret er et klart ja. Hver ny netskala-installation af en vedvarende teknologi skaber yderligere udbudsvolatilitet både lokalt og nationalt. Hertil kommer, at efterspørgselsnedgang kan ske igen uventet, da en hurtig global reaktion i form af en økonomisk nedlukning under en opstående pandemi nu er en realitet. Eftersom fossile brændstoffer, f.eks. naturgas, bliver mere knappe, vil deres omkostninger som et balanceringsbrændstof kun stige, og derfor vil brugen af ESS til at balancere elsystemet blive forholdsvis mere attraktiv. Derudover vil den uforudsigelige karakter af nye efterspørgselsmønstre forårsaget af elektrificeringen af transport og varme, drevet af lovgivning og CO2-reduktionsagendaen, skabe uventede muligheder for ESS. Forandring kan være hurtig, og systemer kan være nødt til at blive omfunktioneret for at drage fordel af nye værdistrømme. 

Reducer driftsomkostninger ved at forbedre systemets opvarmning, afkøling og strømkonverteringsteknologi.

Som en producent har Sungrow tænkt på fremtidssikring på en gennemtænkt måde. Vores nye væskekølede system betyder, at battericellerne i systemet fungerer ved en ensartet og optimal temperatur, hvilket forøger deres ydeevne og levetid. Deres State of Health forbedres i længere tid (sammenlignet med tidligere generationers luftkølede systemer), og systemets Round Trip Efficiency forbedres ved at bruge mindre energi til at holde varmt eller køligt. Dette reducerer omkostningerne i systemets levetid og øger derved rentabiliteten dag efter dag. Yderligere betyder inkluderingen af DC:DC-konvertere/optimere i systemets infrastruktur, at nye batterimoduler kan inkorporeres i systemet uden at blive påvirket af ældre modulers ydeevne. I bund og grund betyder dette, at systemets energi kan 'påfyldes' i systemets levetid uden at erstatte hele batterikontaineren for at opfylde kontraktlige forpligtelser eller nye markedsmuligheder. Tilsvarende, hvis markedsmuligheder eller nettjener favore længere varigheder, kan yderligere batterikontainere tilsluttes eksisterende bi-directionale invertere for at øge systemets samlede energikapacitet.

Maksimer værdien af en landbegrænset nettilkobling

ESS-steder med betydelige netforbindelser er ofte begrænset af begrænset tilgængelighed af land. Da handelsindtægter er steget og længere varighedssystemer er blevet mere populære, kræves mere energi i et fodaftryk oprindeligt beregnet til et mindre system. Sungrow har svaret ved at øge energitætheden i sine systemer uden at gå på kompromis med sikkerheden. Ved at bruge væskekølingsteknologi med vandbaserede brandsprinklersystemer kan vi øge systemets energitæthed med op til 30%, hvilket reducerer den plads, der er nødvendig for at stoppe spredningen af brandrisiko. Da de væskekølede systemer også er integreret i vores fabrik, har vi den ekstra fordel at reducere installationstiden, hvilket reducerer risiko og arbejdsomkostninger for udvikleren og undgår potentielle vejrrelaterede forsinkelser.

Overvej en helhedssystemtilgang til design

Sungrow fokuserer på at anskaffe de mest effektive og sikre omkostningseffektive battericeller fra en række partnere og fremstiller sine egne batterimoduler, hvilket betyder, at det kan øge systemets effektivitet ved at tænke på systemet som en helhed snarere end som individuelle komponenter. Det bruger også succesfuldt patenterede og testede opvarmnings- og køleteknologier udviklet til vindkonvertere til at forbedre systemets præstation. Fokus på hele systemets roundtrip-effektivitet resulterer i lavere driftsomkostninger for systemejeren.

Nye applikationer såsom buffering

EV-ladningsrevolutionen er over os, og der er en kamp om placeringer, der er godt placeret på vejnettet eller på kundernes ejendomme, men også har tilstrækkelig netkapacitet til de øgede strømkrav ved hurtigladning. Omkostningerne til netopgraderinger kunne være ekstremt afskrækkende, men at bruge et ESS-system til at buffer nettefterspørgslen kunne være en effektiv måde at undgå behovet for forstærkning.

Da behovet for at håndtere spidsbelastning er sporadisk, kan ESS-systemet være tilgængeligt for handel eller netværkstjenester på andre tidspunkter af dagen eller natten. Så ikke kun kunne der være lavere omkostninger ved at installere opladningsinfrastruktur, men også tilbagebetalingen af kapitaludgifterne kunne være meget hurtigere på grund af andre stablede indtægter. Sungrow har allerede installeret systemer til kunder, der anvender denne tilgang.

Hvad er de vigtigste ting at tænke på, når det kommer til at investere i energilagringsudstyr eller projekter?

Svar:

At vælge den rigtige leverandør: Erfaring er afgørende

Der er mange nye uerfarne deltagere, der leverer udstyr til energilagringsmarkedet. Kunder har brug for at være sikre på, at de indgår kontrakt med en pålidelig leverandør, der har erfaring med at overvinde de komplekse udfordringer, som et ESS-projekt medfører. En erfaren leverandør som Sungrow med global ESS-installationer på flere gigawatt-timer kan rådgive kunden i designfasen om potentielle faldgruber, der er blevet oplevet før, og hvordan man undgår dem. Kostbare fejl, som at undervurdere opvarmnings- og kølekapaciteten af ESS, kan således undgås. Sungrow forbedrer konstant driftsmulighederne og effektiviteten af sine systemer ved at inddrage viden fra tidligere projekter i forsknings- og udviklingsprocessen.

Installationsnemhed

Der er mange eksterne faktorer, der kan påvirke rentabiliteten af et ESS-projekt i byggefasen. Da batterier er letfordærvelige varer og kan blive påvirket af vejr og forsendelsesforsinkelser, kan et projekts risikoprofil og kvalitetsstyring forbedres ved at bruge et system, der er fuldt integreret off-site, såsom Sungrow Liquid Cooled ESS. Dette betyder, at tiden fra systemets ankomst til stedaccepttest, netgodkendelse og kommerciel drift kan forkortes, og andre faktorer har mindre mulighed for at forsinke programmet. Dette reducerer også omkostningerne ved finansiering af projekter, da tidsplanerne er betydeligt forbedret.

Lokal Service kapacitet

En af udfordringerne ved ESS har været at støtte systemerne ud over den indledende installationsfase. Da systemerne har bevægelige dele, der kan slide op, skal kunderne lede efter udbydere, der har erfarne teams, der kan reagere hurtigt, men også har viden og ekspertise til at løse problemer og reducere systemnedetid. Øget tilgængelighed betyder øget omsætning, så lokal support er et absolut must. Sungrow har rekrutteret et dedikeret team med hybridkompetencer, der ikke kun forstår batteriernes tekniske aspekter, men også kan servicere og løse problemer med effektkonverteringssystemerne, der er ESS' arbejdsheste. Vores lokale servicehold i landet støttes af et lager af reservedele, hvilket betyder, at garantiansøgninger kan behandles hurtigt.

Systemets driftsomkostninger

Effektivitet er nøgleordet. Enhver kommerciel analyse, der kun fokuserer på initialomkostninger ved kun at bruge en simpel £/MWh-beregning, vil overse, at et effektivt, sikkert og pålideligt system vil være mere rentabelt på længere sigt. Sungrow har arbejdet på effektiviteten af deres systemer ved at betragte systemet som en helhed og ikke stykkevis.

Én-stop-shop

Det er fristende for udviklere at blande og matche forskellige elementer i systemet og anskaffe forskellige systemkomponenter fra forskellige producenter for en kortvarig omkostningsfordel. Dog mister de ved dette fordelene ved at have et integreret multikvalificeret team til at løse problemerne, en garanti, der dækker hele systemet, og en ansvarlig modpart. Sungrow støtter kunderne gennem hele design-, leverings-, implementerings- og driftsprocessen. Sungrow fungerer som en langsigtet partner, der søger at gentage succes frem for blot at installere og glemme.