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麥肯錫《儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)新規(guī)則》:儲(chǔ)能系統(tǒng)成本正在快速下降
日期:2019-02-19   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:chengling 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:儲(chǔ)能系統(tǒng)成本正在下降,儲(chǔ)能公司要想在競(jìng)爭(zhēng)中取勝,不得不提升其效率與技術(shù)。 

儲(chǔ)能系統(tǒng)成本正在快速下降,以至于讓那些缺乏效率的公司無(wú)利可圖。那些積極追求實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)效率提升的參與者將會(huì)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。

儲(chǔ)能公司應(yīng)該做好準(zhǔn)備。即使儲(chǔ)能系統(tǒng)成本持續(xù)下降,未來(lái)十年也可能比預(yù)期的更加艱難。在某些方面,前景應(yīng)該是鼓舞人心的。正如我們的同事在其他報(bào)告中所言,儲(chǔ)能的一些商業(yè)化應(yīng)用項(xiàng)目已經(jīng)具有經(jīng)濟(jì)性。較低的系統(tǒng)成本,再加上諸如光伏補(bǔ)貼退坡等政策出臺(tái),將使得儲(chǔ)電比將電力外售到電網(wǎng)上更加合理,因此公用事業(yè)、工業(yè)用戶和家庭等不同用戶將越來(lái)越多地使用儲(chǔ)能系統(tǒng)。

然而,系統(tǒng)平均成本下降得越多,儲(chǔ)能開發(fā)商在與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手實(shí)施價(jià)格戰(zhàn)策略時(shí)的空間就更小,這將迫使它們從拓展客戶、工程設(shè)計(jì)、施工許可、系統(tǒng)集成和安裝等一系列流程中省出每一美元。這本質(zhì)是與2005~2015年光伏業(yè)務(wù)發(fā)生的事情相一致。當(dāng)時(shí),光伏組件成本下降了75%,迫使光伏開發(fā)商將注意力集中在運(yùn)營(yíng)效率上,引發(fā)了組件制造商之間的重大重組(包括幾家破產(chǎn)),從而使得利潤(rùn)率被壓縮。

隨著市場(chǎng)的發(fā)展,我們預(yù)計(jì)少數(shù)儲(chǔ)能公司將會(huì)獲得巨大成功,并從那些成本效率較低的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手那里奪取市場(chǎng)份額。在本文中,我們將了解儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本如何變化,以及該領(lǐng)域的公司可以做些什么來(lái)提高它們成功的機(jī)會(huì)。

下降:電池和配套系統(tǒng)成本

在過(guò)去5年中,有幾個(gè)因素導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的全面下降。全球?qū)οM(fèi)電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車的需求刺激了對(duì)電池組件制造的投資,降低了每個(gè)組件的單位成本。同時(shí),由于設(shè)計(jì)的進(jìn)步和制造及供應(yīng)鏈管理的效率提升,其他硬件如逆變器、集裝箱和溫控設(shè)備也變得更便宜。隨著公司獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并簡(jiǎn)化流程,“軟”成本(客戶拓展、審批和并網(wǎng)等)以及工程、采購(gòu)和施工(EPC)成本也有所下降。

2012~2017年,電池成本每年下降超過(guò)15%,5年下降幅度超過(guò)50%??傮w而言,配套系統(tǒng)(BOS)成本——其他硬件、軟成本和EPC——下降得更快:每年超過(guò)25%??傮w而言,BOS成本下降的貢獻(xiàn)率是電池成本下降的三倍以上。

我們對(duì)具有進(jìn)一步降低成本可能性的組件逐個(gè)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本將繼續(xù)快速下降,不同類型系統(tǒng)的下降速率會(huì)有所不同。然而,這種下降可能會(huì)因?yàn)橐恍┰蚨艿阶璧K。例如,公用事業(yè)和電力市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)可能制定那些諸如使得儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝成本高昂且耗時(shí)等的規(guī)范或政策。與光伏市場(chǎng)相比,在制造業(yè)的投資產(chǎn)生的效率提升水平較低。關(guān)稅會(huì)導(dǎo)致從低成本制造地點(diǎn)進(jìn)口電池和BOS硬件的成本上升。在評(píng)估了這些發(fā)展趨勢(shì)之后,我們認(rèn)為它們不太可能嚴(yán)重阻礙儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本降低,因此我們?cè)谙旅婷枋龅膬煞N情況中忽略了這些因素。

在基本情形下,由于制造規(guī)模和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步以及儲(chǔ)能系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的改進(jìn),到2025年,儲(chǔ)能系統(tǒng)的單位千瓦時(shí)安裝成本將減少約55%。市場(chǎng)領(lǐng)先的儲(chǔ)能設(shè)備制造商和開發(fā)商在成本改進(jìn)方面也有了巨大進(jìn)步:流程效率提升和硬件創(chuàng)新可將已安裝系統(tǒng)的成本額外降低70%以上。那時(shí),單位千瓦時(shí)的存儲(chǔ)容量在2025年將花費(fèi)大約170美元——不到2012年的十分之一。在這種情形下,電池組件到2020年可以突破100美元/千瓦時(shí)。

下面,我們將解釋這些發(fā)展如何在四大類系統(tǒng)成本中發(fā)揮作用:

在全球競(jìng)爭(zhēng)加劇的情況下,電池組成本在2025年將下降超過(guò)50%,導(dǎo)致更大規(guī)模的制造、整合、制造工藝和技術(shù)的改進(jìn)以及產(chǎn)品商業(yè)化。一流的方案設(shè)想電池制造商將采用多種化學(xué)材料和形式(例如,采用鈷含量減少的陰極或者采用固態(tài)電池),通過(guò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、增加規(guī)模、整合供應(yīng)鏈以及甚至移除諸如電極內(nèi)部制造的一些操作流程,從而達(dá)到更高的生產(chǎn)效率。隨著初投資成本的下降,所有這些進(jìn)步都可以低成本地融資。

在基本情形下,BOS硬件成本將下降50%以上。設(shè)計(jì)上的改進(jìn)可以消除逆變器、布線、集裝箱化、氣候控制和其他組件的不必要成本和復(fù)雜性。現(xiàn)有企業(yè)和新的低成本制造商的進(jìn)一步競(jìng)爭(zhēng)加劇也將推動(dòng)儲(chǔ)能硬件的價(jià)格降低。在同類最佳方案中,使用新材料和技術(shù)(例如用于逆變器的碳化硅),低成本制造商的加速成長(zhǎng)以及設(shè)計(jì)創(chuàng)新(例如預(yù)制模塊化組件的開發(fā))將促使成本進(jìn)一步降低。

基本情形下,軟成本下降60%。由于公用事業(yè)優(yōu)化了電池存儲(chǔ)的使用,它們簡(jiǎn)化了采購(gòu)流程,開發(fā)人員需要花費(fèi)的時(shí)間和精力更少。在最佳方案下預(yù)期的額外成本降低源于開發(fā)人員對(duì)電力交易數(shù)字化的努力以及審批和并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的出現(xiàn)。

由于高效的、業(yè)績(jī)豐富的EPC公司通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和施工可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益和減少現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力需求,EPC成本在基本情形下有所降低。與開發(fā)商協(xié)同發(fā)展的聯(lián)盟成員也為EPC提供了在提高效率的能力和資源方面進(jìn)行投資的信心。一流的方案考慮了大型EPC企業(yè),具有即插即用兼容性的硬件和軟件的開發(fā),以及減少現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)安裝步驟的預(yù)制組件。

如何根據(jù)系統(tǒng)不同構(gòu)成比較成本

所安裝的儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本因結(jié)構(gòu)比例不同而有所差異。電池組成本在不同系統(tǒng)規(guī)模上略有不同,主要是受對(duì)應(yīng)容量的管理能力以及大系統(tǒng)的更有效的電池管理系統(tǒng)的影響。然而,儲(chǔ)能系統(tǒng)功率(最大輸出)與能量(容量持續(xù)時(shí)間)的比率以及其適合的應(yīng)用場(chǎng)景(公用事業(yè),商業(yè)和工業(yè),或者居民)對(duì)配套系統(tǒng)(BOS)成本的影響較大(如下圖所示)。

BOS成本通常隨著系統(tǒng)的輸出功率成比例地增加,因?yàn)楦蠊β实南到y(tǒng)需要更多額外的硬件,主要以電力電子的形式存在,并且往往更復(fù)雜,這導(dǎo)致更高的工程、采購(gòu)和施工(EPC)成本以及軟件成本。市場(chǎng)定位很重要,因?yàn)樯虡I(yè)、工業(yè)和居民系統(tǒng)通常會(huì)帶來(lái)更高的客戶擴(kuò)展成本和單位EPC成本。我們?cè)谶@里提出的估計(jì)成本主要是指示性的,因?yàn)槊總€(gè)系統(tǒng)的具體要求將最終決定其安裝成本。

保持領(lǐng)先:儲(chǔ)能公司的機(jī)遇

儲(chǔ)能市場(chǎng)的未來(lái)越來(lái)越低的成本將構(gòu)成一個(gè)充滿激烈競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境——但對(duì)于那些表現(xiàn)較好的公司來(lái)說(shuō),這是一個(gè)有益的機(jī)會(huì)。以下介紹了價(jià)值鏈上的公司應(yīng)該如何降低所需的成本,從而吸引和贏得客戶:

BOS硬件制造商可能需要追求生產(chǎn)規(guī)模的大幅增長(zhǎng)。低成本的制造商還尚未充分關(guān)注儲(chǔ)能市場(chǎng)。但隨著公用事業(yè)在儲(chǔ)能方面投入的增加,這種情形將會(huì)被改變。(過(guò)去五年左右,當(dāng)新的亞洲制造商紛紛挑戰(zhàn)現(xiàn)有企業(yè)時(shí),太陽(yáng)能逆變器市場(chǎng)也曾出現(xiàn)過(guò)類似的情形。)為了應(yīng)對(duì)低成本威脅,現(xiàn)有制造商可能別無(wú)選擇,只能追求規(guī)模經(jīng)濟(jì),并且盡可能擴(kuò)展到其他產(chǎn)品領(lǐng)域。現(xiàn)在很少有公司同時(shí)生產(chǎn)儲(chǔ)能組件和光伏逆變器,但結(jié)合運(yùn)營(yíng)可能是有益的,這主要是因?yàn)樗麄兊牡讓蛹夹g(shù)是相似的。組件制造商還可以通過(guò)采用三相逆變器等新技術(shù),軟件替換逆變器硬件以及采用碳化硅等輕質(zhì)材料來(lái)降低成本。

EPC公司可以采用更有效的措施,例如精益建設(shè)(例如,優(yōu)化工作人員規(guī)模、消除停機(jī)時(shí)間和減少精力浪費(fèi))、預(yù)制主要系統(tǒng)部件、簡(jiǎn)化招投標(biāo)和并網(wǎng)流程等。隨著公司相關(guān)經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越多,其中一些做法將自然而然地成為現(xiàn)實(shí)。購(gòu)買產(chǎn)量更高的組件將降低單位成本。聯(lián)合體關(guān)系可以使公司在諸多項(xiàng)目中與經(jīng)驗(yàn)豐富、運(yùn)營(yíng)成本較低的安裝合作伙伴開展合作。通過(guò)更好的設(shè)計(jì),還有很多機(jī)會(huì)節(jié)省時(shí)間和精力。使儲(chǔ)能系統(tǒng)的某些方面(例如,集裝箱和氣溫控制系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)化,將減少對(duì)昂貴的定制工程的需求。EPC公司應(yīng)該學(xué)會(huì)使它們的設(shè)計(jì)與客戶的要求嚴(yán)格匹配,從而避免不必要的組件成本上升。模塊化硬件以及兼容的硬件和軟件也將減少手動(dòng)安裝的步驟。

儲(chǔ)能項(xiàng)目開發(fā)人員過(guò)去必須向新客戶講解儲(chǔ)能原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性和有效的激勵(lì)。所有這些努力使得拓展客戶非常昂貴?,F(xiàn)在客戶得到了更多信息,因此開發(fā)項(xiàng)目的成本要低得多。有些技術(shù)還可以使客戶拓展更加高效。高級(jí)分析可以幫助項(xiàng)目開發(fā)人員識(shí)別潛在客戶,并為目標(biāo)客戶定制有吸引力的優(yōu)惠條件。通過(guò)使節(jié)省效益評(píng)估和初級(jí)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化(例如,模擬客戶負(fù)荷以幫助調(diào)整系統(tǒng)規(guī)模,或使用來(lái)自衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)的圖像進(jìn)行選址),一些已經(jīng)得到應(yīng)用的數(shù)據(jù)化工具可以得到進(jìn)一步的改進(jìn),從而更好地吸引客戶和促進(jìn)銷售。

對(duì)于公用事業(yè)規(guī)模的項(xiàng)目,與可再生能源發(fā)電一起開發(fā)儲(chǔ)能項(xiàng)目將通過(guò)分?jǐn)偼卣箍蛻舻某杀尽⒏行У乩猛恋睾蛨?chǎng)地等基礎(chǔ)設(shè)施以及提高優(yōu)化間歇性可再生能源發(fā)電(指隨時(shí)間發(fā)電功率波動(dòng)的系統(tǒng))的能力,使項(xiàng)目更加有利可圖。

儲(chǔ)能開發(fā)商和系統(tǒng)集成商還需要更靈活的采購(gòu)方式,以便它們可以享受快速下降的電池和BOS硬件成本。與光伏市場(chǎng)的同行一樣,一些儲(chǔ)能開發(fā)商與電池和組件制造商達(dá)成了價(jià)格協(xié)議,希望能夠確定成本——同時(shí)也會(huì)隨著成本下降而對(duì)這些協(xié)議感到后悔。儲(chǔ)能開發(fā)商應(yīng)該注意相同的風(fēng)險(xiǎn)。

我們所描述的成本預(yù)測(cè)表明,電池儲(chǔ)能市場(chǎng)將會(huì)越來(lái)越大。雖然我們?nèi)栽谠u(píng)估儲(chǔ)能在開辟可再生能源發(fā)展新前沿的潛力,但毫無(wú)疑問(wèn)儲(chǔ)能將成為大多數(shù)地區(qū)的能源領(lǐng)域和能源用戶群體中的重要特征之一。隨著電池組成本越來(lái)越低,儲(chǔ)能公司將不得不管理BOS和軟成本以保持競(jìng)爭(zhēng)力。我們?cè)诒疚闹懈攀龅囊恍C(jī)會(huì)是真實(shí)而且大量存在的。抓住它們需要在整個(gè)儲(chǔ)能價(jià)值鏈上進(jìn)行創(chuàng)新和投資,特別是在未來(lái)一到三年內(nèi),先行者將有先發(fā)制人的優(yōu)勢(shì)。

原標(biāo)題:麥肯錫《儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)新規(guī)則》:儲(chǔ)能系統(tǒng)成本正在快速下降
 
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