Het aantal batterij-energieopslagsystemen (BESS) voor vaste toepassingen, waaronder toepassingen op utiliteitsschaal en gedistribueerde toepassingen, begint aanzienlijk te groeien, volgens het onderzoek van Apricum, een adviesbureau voor schone technologie.Volgens recente schattingen zal de omzet naar verwachting groeien van ongeveer $ 1 miljard in 2018 tot tussen $ 20 miljard en $ 25 miljard in 2024.
Apricum heeft drie belangrijke drijfveren voor de groei van Bess geïdentificeerd: ten eerste, positieve vooruitgang in batterijkosten.De tweede is het verbeterde regelgevingskader, die beide het concurrentievermogen van batterijen verbeteren.Ten derde is Bess een groeiende adresseerbare servicemarkt.
1. Batterijkosten
De belangrijkste voorwaarde voor de brede toepassing van Bess is de verlaging van de gerelateerde kosten gedurende de levensduur van de batterij.Dit wordt voornamelijk bereikt door kapitaaluitgaven te verminderen, prestaties te verbeteren of financieringsvoorwaarden te verbeteren.

2. kapitaaluitgaven
In de afgelopen jaren is de grootste kostenbesparing van Bess-technologie de lithium-ionbatterij, die is gedaald van ongeveer US $ 500-600 / kWh in 2012 tot US $ 300-500 / kWh op dit moment.Dit is voornamelijk te danken aan de dominante positie van de technologie in mobiele toepassingen zoals "3C"-industrieën (computer, communicatie, consumentenelektronica) en elektrische voertuigen, en de daaruit voortvloeiende schaalvoordelen in de productie.In deze context is Tesla van plan de kosten van lithium-ionbatterijen verder te verlagen door de productie van zijn 35 GWH / kW "Giga-fabriek" -fabriek in Nevada.Alevo, een Amerikaanse fabrikant van energieopslagbatterijen, heeft een soortgelijk plan aangekondigd om een ​​verlaten sigarettenfabriek om te vormen tot een batterijfabriek van 16 gigawattuur.
Tegenwoordig zijn de meeste start-ups op het gebied van energieopslagtechnologie vastbesloten om andere methoden met lage kapitaaluitgaven toe te passen.Ze realiseren zich dat het moeilijk zal zijn om aan de productiecapaciteit van lithium-ionbatterijen te voldoen, en bedrijven als EOS, aquion of ambri ontwerpen hun batterijen vanaf het begin om aan bepaalde kosteneisen te voldoen.Dit kan worden bereikt door gebruik te maken van een groot aantal goedkope grondstoffen en sterk geautomatiseerde technologieën voor elektroden, protonenuitwisselingsmembranen en elektrolyten, en door hun productie uit te besteden aan productiebedrijven op wereldschaal, zoals Foxconn.Als gevolg hiervan zei EOS dat de prijs van zijn megawatt-klassesysteem slechts $ 160 / kWh is.
Daarnaast kan innovatief inkopen helpen de investeringskosten van Bess te verlagen.Bosch, BMW en het Zweedse nutsbedrijf Vattenfall installeren bijvoorbeeld vaste energieopslagsystemen van 2 MW / 2 mwh op basis van lithium-ionbatterijen die worden gebruikt in BMW I3- en ActiveE-auto's.
3. prestaties
De prestatieparameters van de batterij kunnen worden verbeterd door de inspanningen van fabrikanten en operators om de kosten van het batterij-energieopslagsysteem (BESS) te verlagen.De levensduur van de batterij (levenscyclus en levensduur) heeft uiteraard een grote invloed op het batterijverbruik.Op productieniveau kan de levensduur worden verlengd door gepatenteerde additieven toe te voegen aan de actieve chemicaliën en het productieproces te verbeteren om een ​​meer uniforme en consistente batterijkwaliteit te bereiken.
Vanzelfsprekend moet de batterij altijd effectief werken binnen het ontworpen werkbereik, bijvoorbeeld als het gaat om de ontladingsdiepte (DoD).De levensduur van de cyclus kan aanzienlijk worden verlengd door de mogelijke ontladingsdiepte (DoD) in de toepassing te beperken of door systemen te gebruiken met een hogere capaciteit dan vereist.Gedetailleerde kennis van de beste bedrijfslimieten verkregen door rigoureuze laboratoriumtests, evenals het hebben van een geschikt batterijbeheersysteem (BMS) zijn een groot voordeel.Het rendementsverlies heen en terug is voornamelijk te wijten aan de inherente hysteresis in de celchemie.De juiste laad- of ontlaadsnelheid en een goede ontlaaddiepte (DoD) zijn nuttig om een ​​hoog rendement te behouden.
Bovendien heeft de elektrische energie die wordt verbruikt door de componenten van het batterijsysteem (koeling, verwarming of batterijbeheersysteem) invloed op de efficiëntie en moet tot een minimum worden beperkt.Door bijvoorbeeld mechanische elementen aan loodzuuraccu's toe te voegen om de vorming van dendrieten te voorkomen, kan de achteruitgang van de accucapaciteit in de loop van de tijd worden verlicht.

4. Financieringsvoorwaarden
De bankactiviteiten van Bess-projecten worden vaak beïnvloed door het beperkte prestatierecord en het gebrek aan ervaring van financieringsinstellingen met het prestatie-, onderhouds- en bedrijfsmodel van batterij-energieopslag.

Leveranciers en ontwikkelaars van BESS-projecten (Battery Energy Storage System) moeten proberen de investeringsvoorwaarden te verbeteren, bijvoorbeeld door gestandaardiseerde garantie-inspanningen of door de implementatie van een uitgebreid batterijtestproces.

Over het algemeen zal met de daling van de kapitaaluitgaven en het toenemende aantal batterijen zoals hierboven vermeld, het vertrouwen van investeerders toenemen en zullen hun financieringskosten dalen.

5. Regelgevend kader
Batterij-energieopslagsysteem ingezet door wemag / younicos
Zoals alle relatief nieuwe technologieën die volwassen markten betreden, is het batterij-energieopslagsysteem (BESS) tot op zekere hoogte afhankelijk van een gunstig regelgevingskader.Dat betekent in ieder geval dat er geen belemmeringen zijn voor marktdeelname voor Battery Energy Storage System (BESS).Idealiter zullen overheidsdiensten de waarde van vaste opslagsystemen inzien en hun aanvragen dienovereenkomstig motiveren.
Een voorbeeld van het elimineren van de impact van de toepassingsbelemmeringen is de Federal Energy Regulatory Commission (FERC) Order 755, die isos3 en rtos4 vereist om snellere, nauwkeurigere en hogere prestatiebetalingen te bieden voor mw-miliee55-bronnen.Nu PJM, een onafhankelijke operator, zijn groothandelsmarkt voor elektriciteit in oktober 2012 heeft getransformeerd, is de schaal van energieopslag toegenomen.Als gevolg hiervan is tweederde van de 62 MW energieopslagapparatuur die in 2014 in de Verenigde Staten is ingezet, energieopslagproducten van PJM.In Duitsland kunnen particuliere gebruikers die zonne-energie en energieopslagsystemen kopen, leningen tegen lage rente krijgen van KfW, een ontwikkelingsbank die eigendom is van de Duitse overheid, en tot 30% korting krijgen op de aankoopprijs.Tot nu toe heeft dit geleid tot de installatie van ongeveer 12.000 energieopslagsystemen, maar er moet worden opgemerkt dat er nog eens 13.000 buiten het programma om worden gebouwd.In 2013 eiste de Californische regelgevende instantie (CPUC) dat de nutssector tegen 2020 1,325 gw aan energieopslagcapaciteit moest kopen. Het inkoopprogramma heeft tot doel aan te tonen hoe batterijen het elektriciteitsnet kunnen moderniseren en kunnen helpen bij de integratie van zonne- en windenergie.

Bovenstaande voorbeelden zijn ingrijpende gebeurtenissen die tot grote bezorgdheid hebben geleid op het gebied van energieopslag.Kleine en vaak onopgemerkte wijzigingen in de regels kunnen echter grote gevolgen hebben voor de regionale toepasbaarheid van het batterij-energieopslagsysteem (BESS).Mogelijke voorbeelden zijn:

Door eenvoudigweg de minimale capaciteitsvereisten van de belangrijkste energieopslagmarkten in Duitsland te verlagen, mogen energieopslagsystemen voor woningen deelnemen als virtuele energiecentrales, wat de business case van Bess verder versterkt.
Het kernelement van het derde energiehervormingsplan van de EU, dat in 2009 van kracht werd, is de scheiding van de elektriciteitsopwekking en -verkoopactiviteiten van het transmissienetwerk.In dit geval zijn de voorwaarden waaronder de transmissienetbeheerder (TSO) het energieopslagsysteem mag exploiteren, vanwege enkele juridische onzekerheden niet helemaal duidelijk.De verbetering van de wetgeving zal een basis leggen voor de bredere toepassing van het batterij-energieopslagsysteem (BESS) ter ondersteuning van het elektriciteitsnet.
AEG stroomoplossing voor adresseerbare servicemarkt
De specifieke trend van de wereldwijde elektriciteitsmarkt zorgt voor een toenemende vraag naar diensten.Bess servies kan in principe worden overgenomen.De gerelateerde trends zijn als volgt:
Vanwege de fluctuatie van hernieuwbare energie en de toename van de elasticiteit van de stroomvoorziening tijdens natuurrampen, neemt de vraag naar flexibiliteit in het stroomsysteem toe.Hier kunnen projecten voor energieopslag aanvullende diensten bieden, zoals frequentie- en spanningsregeling, beperking van netcongestie, aanscherping van hernieuwbare energie en zwarte start.

Uitbreiding en implementatie van opwekkings- en transmissie- en distributie-infrastructuur door veroudering of onvoldoende capaciteit, evenals toenemende elektrificatie in landelijke gebieden.In dit geval kan het batterij-energieopslagsysteem (BESS) worden gebruikt als alternatief om infrastructuurinvesteringen uit te stellen of te vermijden om het geïsoleerde elektriciteitsnet te stabiliseren of om de efficiëntie van dieselgeneratoren in het off-grid-systeem te verbeteren.
Industriële, commerciële en residentiële eindgebruikers worstelen met hogere elektriciteitskosten, vooral als gevolg van prijsveranderingen en vraagkosten.Voor de (potentiële) eigenaren van de opwekking van zonne-energie in woningen zal de verlaagde netprijs de economische haalbaarheid aantasten.Daarnaast is de stroomvoorziening vaak onbetrouwbaar en van slechte kwaliteit.Stationaire batterijen kunnen helpen het eigen verbruik te verhogen, "peak clipping" en "peak shifting" uit te voeren en tegelijkertijd een ononderbroken stroomvoorziening (UPS) te bieden.
Uiteraard zijn er verschillende traditionele niet-energieopslagopties om aan deze vraag te voldoen.Of batterijen een betere keuze zijn, moet van geval tot geval worden beoordeeld en kan sterk verschillen van regio tot regio.Hoewel er bijvoorbeeld enkele positieve business cases zijn in Australië en Texas, moeten deze cases het probleem van langeafstandstransmissie overwinnen.De typische kabellengte van middenspanningsniveau in Duitsland is minder dan 10 km, waardoor de traditionele uitbreiding van het elektriciteitsnet in de meeste gevallen een goedkoper alternatief is.
Over het algemeen is een batterij-energieopslagsysteem (BESS) niet voldoende.Daarom moeten diensten worden geïntegreerd in "voordelensuperpositie" om de kosten te verlagen en te compenseren door middel van een verscheidenheid aan mechanismen.Beginnend met de applicatie met de grootste inkomstenbron, moeten we eerst reservecapaciteit gebruiken om kansen op locatie te grijpen en wettelijke belemmeringen zoals UPS-voeding te vermijden.Voor eventueel resterende capaciteit kunnen ook aan het net geleverde diensten (zoals frequentieregeling) worden overwogen.Het lijdt geen twijfel dat aanvullende diensten de ontwikkeling van grote diensten niet kunnen belemmeren.

Impact op marktpartijen voor energieopslag.
Verbeteringen in deze drijfveren zullen leiden tot nieuwe zakelijke kansen en daaropvolgende marktgroei.Negatieve ontwikkelingen zullen op hun beurt echter leiden tot het mislukken of zelfs verlies van economische haalbaarheid van het businessmodel.Als gevolg van bijvoorbeeld een onverwacht tekort aan sommige grondstoffen, wordt de verwachte kostenverlaging mogelijk niet gerealiseerd of wordt de commercialisering van nieuwe technologieën mogelijk niet uitgevoerd zoals verwacht.Veranderingen in regelgeving kunnen een kader vormen waar Bess niet in kan participeren.Bovendien kan de ontwikkeling van aangrenzende industrieën extra concurrentie voor Bess creëren, zoals frequentieregeling van gebruikte hernieuwbare energie: in sommige markten (bijv. Ierland) vereisen netnormen al windparken als de belangrijkste energiereserve.

Daarom moeten ondernemingen goed op elkaar letten, de batterijkosten en het regelgevingskader voorspellen en positief beïnvloeden en met succes deelnemen aan de wereldwijde marktvraag naar vaste batterij-energieopslag.