Magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych wkracza w drugą falę gwałtownego wzrostu

W tym roku pierwszą reakcją wielu osób na temat magazynowania energii jest to„duży-system magazynowania energii."

 

Zwykle pojawia się obok nowych elektrowni energetycznych lub w projektach-po stronie sieci, obejmujących dużą skalę, duże inwestycje i długie-łańcuchy decyzyjne. Dla zwykłegogospodarstwa domowe oraz mali i średni-użytkownicy komercyjni i przemysłowimagazynowanie energii zawsze wydawało się dość odległe: bardziej przypomina infrastrukturę w systemie sieci elektroenergetycznej niż urządzenie energetyczne, które można bezpośrednio wykorzystać w domach, fabrykach czy sklepach.

 

Ale to postrzeganie może się zmienić.

 

Niedawny raport badawczy HSBC, wiodącego międzynarodowego banku inwestycyjnego, zatytułowany „Chińskie magazynowanie energii: magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych wkrótce eksploduje”, zawiera ważny osąd: światowe instalacje magazynowania energii będą w dalszym ciągu szybko rosły, ale łatwiejszy do niedoszacowania przyrost przyrostowy może pochodzić z magazynowania poza licznikiem lub magazynowania BTM (od bazy-do-metru). HSBC spodziewa się, że liczba instalacji systemów magazynowania energii na świecie będzie rosła w latach 2025–2030 w tempie CAGR wynoszącym około 23%, a segment BTM (zarządzanie i użytkowanie budynków), który obejmuje magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych, potencjalnie wzrośnie o 30%. Oczekuje się, że udział BTM w nowych globalnych instalacjach magazynowania energii wzrośnie z około 17% w 2024 r. do 25% w 2030 r.

 

Oznacza to, że historia magazynowania energii w budynkach mieszkalnych może nie być jedynie „krótkoterminowym popytem w następstwie europejskiego kryzysu energetycznego”, ale raczej początkiem-terminowej transformacji branży.

 

 

 

 

Aby zrozumieć magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych, należy rozróżnić dwa pojęcia: przód-licznika (FTM) i tył-licznika (BTM).

 

FTM, czyli przód-licznika, jest ogólnie rozumiany jako „magazynowanie energii przed licznikiem”. Obsługuje sieć energetyczną, elektrownie iwielkoskalowe-systemy zasilania, przede wszystkim w zakresie eliminowania szczytów, usług pomocniczych i zwiększania integracji energii odnawialnej. BTM, czyli za-licznikiem, instaluje się za licznikiem energii elektrycznej i obsługuje-użytkowników końcowych, takich jak gospodarstwa domowe, firmy i fabryki. Magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych jest istotnym elementem BTM.

 

To rozróżnienie w zasadniczy sposób determinuje ich zupełnie odmienne modele biznesowe.

 

Magazynowanie energii-z przodu-licznika- przypomina raczej inżynierię infrastrukturalną. Klienci niepokoją się tym, czy dostawca ma doświadczenie w-projektach na dużą skalę, jego możliwościach finansowych oraz możliwościach-długoterminowej obsługi i konserwacji. Z drugiej strony magazynowanie energii-z tyłu-licznika- jest bliższe rozproszonym produktom energetycznym. Użytkownicy martwią się łatwością instalacji, rozsądnymi okresami zwrotu inwestycji, niezawodną{11}}obsługą posprzedażową oraz tym, czy system rzeczywiście może obniżyć koszty energii elektrycznej.

 

Innymi słowy, podstawowe pytanie w przypadku FTM brzmi „Czego potrzebuje sieć?”, podczas gdy podstawowe pytanie w przypadku BTM brzmi: „Dlaczego użytkownicy mieliby chcieć ją kupić?”

 

 

 

 

To nie jest pierwszy razmagazynowanie energii w budynkach mieszkalnychzaobserwował taki wzrost. Szybko wysunięto go na pierwszy plan podczas ostatnich dużych wahań cen energii w Europie. Wiele gospodarstw domowych zainstalowało panele słoneczne i baterie, aby zwiększyć swoje bezpieczeństwo energetyczne w obliczu rosnących cen energii elektrycznej i niestabilnych dostaw energii.

 

Jednak obecnie czynnikami napędzającymi magazynowanie w budynkach mieszkalnych nie są już tylko potrzeby „awaryjne”. HSBC zwraca uwagę, że magazynowanie energii Base-to-Trend (BTM) ma kilka godnych uwagi cech w porównaniu z magazynowaniem energii Ground-to-Trend (FTM): jest bliżej użytkownika, można go zintegrować z rozproszoną energią słoneczną i zmniejsza-straty w transmisji na duże odległości; jest bardziej wrażliwy na wahania cen energii elektrycznej, a gdy różnica cen w szczycie-dolinie się pogłębi, okres zwrotu kosztów magazynowania energii-po stronie użytkownika zostanie znacznie skrócony; jest również bardziej prawdopodobne, że odniesie korzyści ze zmian w polityce na rynkach wschodzących, ponieważ wiele krajów po zwiększeniu penetracji energii słonecznej stopniowo zmienia kierunek swojej polityki z „zachęcania do instalowania energii słonecznej” na „zachęcanie do magazynowania energii”.

 

Ma to bardzo realne podłoże. W ciągu ostatniej dekady rozproszona energia słoneczna szybko rozprzestrzeniła się na całym świecie, a wiele regionów jest w coraz większym stopniu zależnych od energii słonecznej w celu dostarczania energii elektrycznej w ciągu dnia. Jednak problemy z energią słoneczną są również oczywiste: więcej jest wytwarzane w południe, a więcej zużywane w nocy. Jeśli sieć nie ma wystarczającej zdolności regulacyjnej, wystąpią zjawiska takie jak ograniczenia w ciągu dnia, wieczorne niedobory mocy i pogłębiające się różnice cen w-dolinie szczytowej. Mieszkaniowe magazyny energii doskonale wypełniają tę lukę: w ciągu dnia magazynują energię elektryczną, a rozładowują ją w nocy; pobiera niskie ceny i wykorzystuje je po wyższych cenach; i może służyć jako zapasowe źródło zasilania podczas przerw w dostawie prądu.

Z innej perspektywy tutaj leży najciekawszy aspekt magazynowania energii w budynkach mieszkalnych. Nie jest to samodzielne urządzenie, ale raczej wynik połączonego wpływu penetracji fotowoltaiki, mechanizmów ustalania cen energii elektrycznej, presji sieciowej i nawyków użytkowników w zakresie zużycia energii elektrycznej. Powstaje więc pytanie: czy ta zmiana jest przypadkowa?

 

 

Wiele osób martwi się, że magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych w zbyt dużym stopniu opiera się na polityce. Ta obawa jest rzeczywiście słuszna. Bez dotacji, cen-w godzinach szczytu oraz jasnego połączenia z siecią i mechanizmu rozliczeń jest mało prawdopodobne, aby użytkownicy aktywnie ponieśli początkową inwestycję w system magazynowania energii. HSBC oferuje jednak bardziej objaśniające ramy: polityki dotyczące magazynowania energii zazwyczaj nie zmieniają się losowo, ale raczej przechodzą przez różne etapy w miarę wzrostu wskaźnika penetracji nowych źródeł energii.

 

Na pierwszym etapie polityka koncentruje się na zachęcaniu do instalowania instalacji fotowoltaicznych (PV). Rząd wykorzystuje-informacje o taryfach, pomiarach netto i dotacjach, aby zachęcić użytkowników do instalowania systemów fotowoltaicznych w pierwszej kolejności. Na tym etapie magazynowanie energii niekoniecznie jest ekonomicznie opłacalne, ponieważ energię elektryczną wytwarzaną przez fotowoltaikę można stosunkowo płynnie sprzedać do sieci, co powoduje, że akumulatory stanowią dodatkowy koszt.

 

Na drugim etapie polityka zaczyna zachęcać do instalowania instalacji magazynowania energii. Wraz ze wzrostem udziału energii fotowoltaicznej i wiatrowej wzrasta presja na sieć, aby absorbowała moc. Tradycyjne zasady pomiaru netto mogą stopniowo przechodzić na rozliczenia netto, zmniejszając przychody z przyłącza do sieci fotowoltaicznej i zwiększając wartość-zużycia własnego użytkowników. W tym momencie magazynowanie energii przekształca się z opcji „opcjonalnej” w ważne narzędzie zwiększania przychodów z fotowoltaiki.

 

Na trzecim etapie uwaga polityki przesuwa się na wykorzystanie magazynowania energii. Magazynowanie energii to już nie tylko akumulator do użytku domowego, ale można go podłączyć do wirtualnych elektrowni, uczestniczyć w regulacji rynku energii elektrycznej, a nawet świadczyć usługi elastyczności dla sieci poprzez agregację dużej liczby rozproszonych zasobów magazynowania energii.

 

 

Niemcy służą jako doskonały przykład. W latach 2018–2025 złożona roczna stopa wzrostu (CAGR) w Niemczech w zakresie instalacji magazynowania energii osiągnęła 53%, przekraczając stopę wzrostu instalacji fotowoltaicznych w tym samym okresie. Wzrost ten wynikał z połączenia czynników, w tym rosnących cen energii elektrycznej dla gospodarstw domowych, spadających kosztów magazynowania energii oraz zachęt politycznych. Co ważniejsze, w miarę jak Niemcy stopniowo wkraczają w trzecią fazę, magazynowanie energii w gospodarstwach domowych zmienia się z „narzędzia-oszczędzania energii” w „aktywo arbitrażowe”: użytkownicy interesują się nie tylko własnym zużyciem, ale także tym, jak uzyskać wyższe zyski dzięki ustalaniu cen za czas--użytkowania, wirtualnym elektrowniom i mechanizmom rynku energii elektrycznej.

 

Taka jest także różnica między drugą falą wzrostu magazynowania energii w gospodarstwach domowych a pierwszą.

 

Pierwsza fala przypominała raczej popyt defensywny napędzany kryzysem energetycznym; jeśli nastąpi druga fala, najprawdopodobniej będzie ona wynikać z restrukturyzacji samego systemu elektroenergetycznego.

 

 

 

Ocena potencjału magazynowania energii w budynkach mieszkalnych w danym kraju lub regionie nie może opierać się wyłącznie na nasłonecznieniu lub dochodach gospodarstwa domowego. Dwie bardziej istotne zmienne to:ceny energii elektrycznej i magazynowanie energiiwspółczynniki penetracji.

 

Firma HSBC skonstruowała strukturę składającą się z czterech-kwadrantów w oparciu o te dwie zmienne: regiony zwysokie ceny energii elektrycznej i niskie magazynowanie energiiwskaźniki penetracji reprezentują rynki o wysokim-potencjale; regiony o wysokich cenach energii elektrycznej i wysokim wskaźniku penetracji magazynów energii przypominają rynki dojrzałe; regiony o niskich cenach energii elektrycznej i niskim wskaźniku penetracji magazynów energii są często rynkami-kierowanymi polityką; oraz regiony o niskich cenach energii elektrycznej i wysokim wskaźniku penetracji magazynów energii mają stosunkowo ograniczony potencjał wzrostu.

 

Ramy te dobrze-nadają się do analizy możliwości globalnego rynku magazynowania energii w budynkach mieszkalnych.

 

Na rynkach europejskich, takich jak Niemcy i Włochy, gdzie ceny energii elektrycznej dla gospodarstw domowych są wysokie, a wskaźniki penetracji magazynów energii są już stosunkowo wysokie, w przyszłości uwaga może nie być skupiona na gwałtownym wzroście mocy zainstalowanej, ale raczej na jakości systemu, inteligentnej wysyłce, wirtualnych elektrowniach oraz usługach obsługi i konserwacji. Rynki takie jak Australia i Brazylia przypominają raczej regiony-o wysokim potencjale: ceny energii elektrycznej nie są niskie, ale nadal istnieje możliwość poprawy wskaźników penetracji magazynów energii. Podobnie jak w przypadku wielu rynków wschodzących, ceny energii elektrycznej dla gospodarstw domowych mogą nie być wystarczająco wysokie, a same oszczędności w kosztach energii elektrycznej mogą nie wystarczyć do uruchomienia-instalacji na dużą skalę. Jednakże nowy popyt może zostać wygenerowany ze względu na niestabilność sieci, bezpieczeństwo dostaw energii i wsparcie polityczne.

 

Powyższy wykres dzieli różne kraje na cztery ćwiartki w oparciu o ceny energii elektrycznej i stopień penetracji magazynów energii, co ułatwia zrozumienie, dlaczego magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych nie odnotowało jednoczesnego wzrostu na wszystkich rynkach. Badania nad magazynowaniem energii w budynkach mieszkalnych nie powinny skupiać się tylko na jednym kraju. Logiką Europy są wysokie ceny energii elektrycznej i wirtualne elektrownie, logiką Australii są dotacje na magazynowanie energii po powszechnym przyjęciu fotowoltaiki, a logiką rynków wschodzących może być niezawodność sieci i bezpieczeństwo energetyczne. Na pozór wszystko sprowadza się do „kupowania baterii”, ale podstawowe czynniki są zupełnie inne.

 

 

 

To, czy użytkownicy ostatecznie zainstalują magazyny energii, zależy od analizy kosztów-korzyści: ile to będzie kosztować, ile lat zajmie zwrot inwestycji i czy rozwiązanie będzie działać stabilnie?

 

HSBC dzieli czynniki wpływające na okres zwrotu na szczegółowe kategorie: z jednej strony są to przychody, głównie wynikające z różnic cenowych w-dolach szczytowych oraz arbitrażu w zakresie energii elektrycznej; z drugiej strony istnieją koszty, obejmujące akumulatory, falowniki, instalację, podłączenie do sieci oraz obsługę i konserwację. Dopóki przychody będą rosły, a koszty maleją, ekonomiczna opłacalność magazynowania energii w budynkach mieszkalnych będzie ponownie-oceniona.

 

Przyjrzyjmy się najpierw stronie przychodów.

 

Wraz ze wzrostem udziału energii odnawialnej, wahania dzienne w systemie elektroenergetycznym będą coraz większe. W ciągu dnia większa produkcja energii słonecznej może prowadzić do niższych cen energii elektrycznej; w nocy szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną może spowodować ponowny wzrost cen. Biorąc za przykład Europę, rozpiętość cen śróddziennych-do{3}}minimalnych cen w Niemczech, Francji i Hiszpanii znacznie się powiększyła w marcu 2026 r. w porównaniu z 2021 r. W szczególności rozpiętość cen w Niemczech wzrosła z 56 EUR/MWh do 214 EUR/MWh, we Francji z 40 EUR/MWh do 159 EUR/MWh, a w Hiszpanii z 40 EUR/MWh do 223 €/MWh.

 

Spójrzmy na stronę kosztową.

 

Koszty instalacji są łatwo niedocenianym aspektem ekonomiki magazynowania energii w budynkach mieszkalnych. Na dojrzałych rynkach, takich jak Europa i Australia, koszty elektrotechniki, certyfikacji, instalacji i podłączenia do sieci nie są niskie. HSBC zwraca uwagę, że w tych regionach koszty instalacji mogą stanowić około 20% całkowitych kosztów wdrożenia magazynów energii w budynkach mieszkalnych. Rozwiązania w zakresie magazynowania energii o niskim-napięciem mogą potencjalnie obniżyć ogólne koszty wdrożenia ze względu na stosunkowo niższe wymagania instalacyjne, łatwiejszą rozbudowę i większą elastyczność pod względem niektórych specyfikacji akumulatorów. Według szacunków HSBC rozwiązania niskonapięciowe-mogą obniżyć koszty wdrożenia o 20%-40% w porównaniu z rozwiązaniami wysokonapięciowymi; jeśli pojemność magazynowania energii zostanie zwiększona z 5 kWh do 10 kWh, koszt wdrożenia na kWh również może spaść o 10–20%.

 

Powyższa tabela pokazuje różnice w okresach zwrotu kosztów w zależności od kraju, wydajności i schematu napięcia.

 

Powszechne przyjęcie wielu technologii nie wynika z nagłego przełomu w jednym aspekcie wydajności, ale raczej z jednoczesnej poprawy wielu małych zmiennych. Bardziej stroma krzywa cen energii elektrycznej, niższe koszty instalacji, dłuższy czas pracy baterii i inteligentniejsze planowanie oprogramowania-wszystkie te czynniki łącznie sprawiają, że okres zwrotu z „pozornie nieopłacalnego” staje się „czymś, co należy poważnie rozważyć”.

 

Magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych zbliża się do punktu krytycznego.

 

 

Postrzeganie magazynów energii w budynkach mieszkalnych jedynie jako baterii może nie docenić jego przyszłego potencjału.

 

W nowym środowisku rynku energii elektrycznej prawdziwa wartość nie leży w „samej baterii”, ale w tym, kiedy ją ładować i rozładowywać, jak chronić jej żywotność i jak uczestniczyć w obrocie energią elektryczną. Problem ten jest trudny do rozwiązania przy użyciu ustalonych zasad, ponieważ obciążenie użytkowników, ceny energii elektrycznej, pogoda i wytwarzanie energii słonecznej stale się zmieniają. Rolą sztucznej inteligencji jest znalezienie optymalnych rozwiązań wśród tych zmiennych.

 

HSBC wspomina, że ​​sztuczna inteligencja może zwiększyć wartość magazynowania energii na kilka sposobów: poprawiając zyski z arbitrażu poprzez przewidywanie cen energii elektrycznej i zachowań użytkowników; wydłużanie żywotności baterii poprzez optymalizację jej kondycji; redukcja nieplanowanych przestojów i kosztów konserwacji poprzez wykrywanie anomalii; oraz zmniejszenie-kosztów posprzedażowych dzięki bardziej-przyjaznym użytkownikowi interaktywnym systemom. Skutki ilościowe obejmują: Oczekuje się, że wysyłanie-oparte na sztucznej inteligencji zwiększy zyski z arbitrażu o 15–20%, a koszty konserwacji mogą spaść o 10%–40%.

 

Dlatego przyszła konkurencja w zakresie magazynowania energii w budynkach mieszkalnych nie będzie ograniczać się do cen sprzętu.

 

Kiedy mieszkaniowe magazyny energii zostaną podłączone do wirtualnej elektrowni, stając się dyspozycyjnym, zbywalnym i zagregowanym węzłem energii rozproszonej, jego wartość nie będzie już ograniczać się wyłącznie do tego, „czy światła pozostaną włączone podczas przerwy w dostawie prądu”, ale raczej „czy będzie w stanie stale generować zyski lub oszczędzać pieniądze w złożonym środowisku ustalania cen energii elektrycznej”.

 

W przeszłości magazyny energii w budynkach mieszkalnych przypominały zapasowe źródło zasilania; przyszłe magazynowanie energii w budynkach mieszkalnych będzie bardziej przypominać-minisprzedawcę energii elektrycznej w Twoim domu.

 

 

 

Łączenie kropek pokazuje, że logika stojąca za magazynowaniem energii w budynkach mieszkalnych nie jest skomplikowana.

 

Rosnąca penetracja fotowoltaiki wywiera presję na sieć, aby absorbowała energię; mechanizmy ustalania cen energii elektrycznej odchodzą od stałych dotacji na rzecz rozliczeń-rynkowych; poszerzające się różnice w cenach w-dole szczytowej zwiększają wartość arbitrażu-magazynowania energii po stronie użytkownika; zoptymalizowane rozwiązania niskonapięciowe-, integracja systemów i procesy instalacyjne zmniejszają koszty wdrożenia; oraz sztuczna inteligencja i wirtualne elektrownie w dalszym ciągu poprawiają efektywność operacyjną aktywów magazynujących energię.

 

Łącznie te zmiany oznaczają, że magazynowanie energii nie jest już tylko dodatkiem-do sieci, ale zaczyna stawać się zasobem energetycznym, który gospodarstwa domowe, fabryki i firmy mogą aktywnie konfigurować.

 

Oczywiście magazyny energii w budynkach mieszkalnych nie eksplodują na wszystkich rynkach jednocześnie. Pozostaje ograniczony tempem polityki, mechanizmami ustalania cen energii elektrycznej, kosztami instalacji, bezpieczeństwem produktów, zasadami przyłączania do sieci i-możliwościami obsługi posprzedażnej. Niektóre rynki wschodzące nadal wymagają „zapalenia” polityki, podczas gdy rynki dojrzałe stoją przed większymi wyzwaniami w zakresie jakości systemu i-terminowych możliwości operacyjnych. Co więcej, chociaż sektor od bazy-do-rynku (BTM) ma większy potencjał wzrostu, jest on bardzo wrażliwy na zmiany polityki, koszty surowców i krajobraz konkurencyjny.

 

Jednak kierunek staje się jasny. Pierwsza fala eksplozji magazynów energii w budynkach mieszkalnych często wynikała z potrzeby zapewnienia bezpieczeństwa w czasie kryzysu energetycznego; druga fala, jeśli do niej dojdzie, będzie napędzana podejściem bardziej systemowym: będzie wynikać z presji sieciowej w związku z dużą penetracją energii odnawialnej, z proaktywnego zarządzania przez użytkowników wahaniami cen energii elektrycznej oraz z nowych zasad udziału rozproszonych aktywów energetycznych w rynku energii elektrycznej.

 

Następny etap magazynowania energii w budynkach mieszkalnych może nie polegać tylko na sprzedaży większej liczby akumulatorów, ale na ponownym zdefiniowaniu „w jaki sposób zwykli użytkownicy uczestniczą w systemie energetycznym”. Kiedy bateria jest zainstalowana w domu, łączy się ona nie tylko z panelami słonecznymi i licznikami, ale także ze zrekonstruowanym światem energii elektrycznej.