美國(guó)戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)現(xiàn)狀及驅(qū)動(dòng)因素分析

戶儲(chǔ)市場(chǎng)爆發(fā)在即，加州為主要市場(chǎng)。

美國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，目前裝機(jī)以表前為主。2021 年，美國(guó)儲(chǔ)能新增裝機(jī) 3.5GW/10.5GWh，2016-2021 年復(fù)合增速(GWh) 達(dá) 96.5%。美國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)以表前裝機(jī)（電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)大型儲(chǔ)能）為主，表前裝機(jī)占 2021 年全美裝機(jī)容量的 79%，用于調(diào) 峰、調(diào)頻等應(yīng)用。

美國(guó)戶儲(chǔ)裝機(jī)增長(zhǎng)迅速，光伏配儲(chǔ)滲透率大幅提高。根據(jù) USITC 數(shù)據(jù)，2020 年美國(guó)戶用儲(chǔ)能裝機(jī) 235MW/540MWh，對(duì)應(yīng) 2017-2020 年復(fù)合增速分別為 162%/165%。美國(guó)戶儲(chǔ)系統(tǒng)在光伏系統(tǒng)中的滲透率快速提升，EnergySage 調(diào)查表明，2021 年全美光伏安裝商（包括戶用和非戶用）新安裝的光伏系統(tǒng)中，有 28%配備了儲(chǔ)能系統(tǒng)，遠(yuǎn)高于 2017 年的7%；上述安裝 商在 2021 年接待的光伏潛在客戶中，已有50%對(duì)儲(chǔ)能表現(xiàn)出興趣，而 2022 年上半年，對(duì)配儲(chǔ)感興趣的客戶進(jìn)一步飆升到 68%。隨著美國(guó)戶用光伏系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，戶儲(chǔ)裝機(jī)仍存在廣闊的增長(zhǎng)空間。Wood Mackenzie認(rèn)為，隨著戶儲(chǔ)系統(tǒng)加速 發(fā)展，到 2023 年美國(guó)有望接棒歐洲，成為全球最大的戶儲(chǔ)市場(chǎng)，占據(jù)全球戶儲(chǔ)市場(chǎng)空間的 43%。

現(xiàn)階段，加州是美國(guó)戶儲(chǔ)最大市場(chǎng)。從戶儲(chǔ)裝機(jī)的地區(qū)結(jié)構(gòu)來(lái)看，2020 年，加利福尼亞州是美國(guó)最大的戶儲(chǔ)市場(chǎng)，戶儲(chǔ)裝 機(jī)量占全國(guó)的 57%；夏威夷是第二大市場(chǎng)，裝機(jī)量占全國(guó)的 16%。加州戶儲(chǔ)領(lǐng)先全美的原因，一方面在于該州太陽(yáng)能資源 優(yōu)越，光伏裝機(jī)量居全國(guó)首位，為戶儲(chǔ)配置提供了空間；另一方面，該州發(fā)布的自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃（SGIP）對(duì)戶儲(chǔ)裝機(jī)形成 了有效激勵(lì)，后文將進(jìn)一步探討。

“節(jié)省電費(fèi)”和“保障用電”，是美國(guó)戶儲(chǔ)用戶裝機(jī)最重要的兩個(gè)考量因素。EnergySage 調(diào)研了消費(fèi)者關(guān)注儲(chǔ)能系統(tǒng)（詢 價(jià)或購(gòu)買）的主要原因，2022 年上半年，44%消費(fèi)者將“節(jié)省電費(fèi)”作為首要考量因素，而 33%消費(fèi)者將“提供備用電源” 作為首要考量因素。由于美國(guó)存在電價(jià)高昂和電網(wǎng)穩(wěn)定性差等問(wèn)題，“節(jié)省電費(fèi)”和“提供備用電源/保障用電穩(wěn)定性 （Resilience）”一直是用戶考慮戶儲(chǔ)系統(tǒng)的前兩大原因。除了前兩個(gè)因素外，用戶配儲(chǔ)的動(dòng)力還包括“提高自發(fā)自用率”、 “完全脫離電網(wǎng)依賴”等。

美國(guó)電網(wǎng)設(shè)施老舊，加之極端天氣影響，導(dǎo)致斷電事故頻發(fā)，保障用電成為儲(chǔ)能配置的重要訴求。 美國(guó)電力基礎(chǔ)設(shè)施承受極端天氣擾動(dòng)的能力有限。美國(guó)電力基礎(chǔ)設(shè)施始建于 20 世紀(jì)初，輸配電線路中有較大比例已達(dá) 到使用壽命，可靠性大受影響。電網(wǎng)老化和可再生能源并網(wǎng)擾動(dòng)下，電網(wǎng)對(duì)沖擊的響應(yīng)能力不足，更容易在極端天氣 下產(chǎn)生斷電事故。 美國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)由三個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的部分構(gòu)成，電網(wǎng)間可調(diào)度容量有限。美國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)由東部互聯(lián)、西部互聯(lián)和德州電力 可靠性委員會(huì)三個(gè)部分組成。三大系統(tǒng)基本獨(dú)立運(yùn)行，三大電網(wǎng)間電力傳輸有限，發(fā)生事故后跨電網(wǎng)獲取電力的難度 大，導(dǎo)致斷電后需要較長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)。 與此同時(shí)，全球氣候變暖趨勢(shì)下，美國(guó)野火、龍卷風(fēng)等極端天氣現(xiàn)象較從前更為頻繁，導(dǎo)致斷電事故頻發(fā)。根據(jù) EIA 數(shù)據(jù)， 2020 年美國(guó)電力用戶年人均斷電時(shí)長(zhǎng)達(dá) 8h。DOE 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021 年全美由極端天氣導(dǎo)致的大型停電事故（單次影響 范圍 5 萬(wàn)人以上）接近 150 起。在電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的用電大省德州，以及野火頻發(fā)的加州，極端天氣導(dǎo)致的停電事故尤為頻 繁，2019 年至 2021 年由天氣導(dǎo)致的停電事故分別約 80 起和 44 起。在發(fā)生斷電時(shí)提供儲(chǔ)備電源，保障用電，成為美國(guó)用 戶安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要?jiǎng)恿χ弧?/p>

節(jié)省電費(fèi)是用戶配儲(chǔ)的重要?jiǎng)恿Γ瑑粲?jì)量退出、分時(shí)電價(jià)等機(jī)制下，儲(chǔ)能系統(tǒng)逐漸顯現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。 凈計(jì)量退出：分布式光伏僅在白天發(fā)電，但家庭用戶的用電高峰在夜間，發(fā)電和用電時(shí)間不匹配，配置儲(chǔ)能可以幫助 用戶將白天多發(fā)的電儲(chǔ)存起來(lái)，供夜間使用。凈計(jì)量政策退出后，用戶用電價(jià)格高于售電價(jià)格，用戶有動(dòng)力配置儲(chǔ)能 增大自用比例。 分時(shí)電價(jià)：用戶在一天中不同時(shí)間用電電價(jià)不同、存在峰谷價(jià)的情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在低谷時(shí)段通過(guò)電網(wǎng)或自用光 伏電池板充電，高峰時(shí)段放電供負(fù)載使用，從而避免在高峰時(shí)段從電網(wǎng)用電，有效節(jié)省電費(fèi)。

目前美國(guó)大多數(shù)州實(shí)行凈計(jì)量政策，但已呈現(xiàn)退出趨勢(shì)，戶儲(chǔ)在凈計(jì)量退出的州發(fā)展迅速。根據(jù)DSIRE（可再生能源激勵(lì) 數(shù)據(jù)庫(kù)）數(shù)據(jù)，截至 2022 年 3 月底： 美國(guó) 33 個(gè)州名義上強(qiáng)制使用凈計(jì)量政策，但具體規(guī)定余電可獲補(bǔ)償?shù)臅r(shí)長(zhǎng)、額度、上限等存在區(qū)別，不全是絕對(duì)意義 的“凈計(jì)量”，用戶仍可能存在配儲(chǔ)的動(dòng)力； 加州等 5 個(gè)州正在探索過(guò)渡至凈計(jì)量之外的政策（如凈計(jì)費(fèi)），逐步退出補(bǔ)貼； 夏威夷等 7 個(gè)州采用非凈計(jì)量的政策（主要為凈計(jì)費(fèi)政策）； 德克薩斯州和愛(ài)荷華州 2 個(gè)州沒(méi)有強(qiáng)制凈計(jì)量政策。 結(jié)合前文數(shù)據(jù)，非凈計(jì)量的加州、夏威夷州已成為美國(guó)戶儲(chǔ)裝機(jī)主要市場(chǎng)，引領(lǐng)美國(guó)戶儲(chǔ)增長(zhǎng)；隨著各州凈計(jì)量政策逐步退 出，美國(guó)戶儲(chǔ)市場(chǎng)空間有望進(jìn)一步打開(kāi)。

部分州用戶強(qiáng)制或可選分時(shí)電價(jià)機(jī)制，用戶可通過(guò)配儲(chǔ)進(jìn)一步降低用電成本。分時(shí)電價(jià)（Time of Use，TOU），是根據(jù)用電 的不同時(shí)間采取不同費(fèi)率的定價(jià)方案。目前，美國(guó)大多數(shù)地區(qū)，分時(shí)電價(jià)是一種可選的計(jì)劃，用戶可根據(jù)自身需求與公用事 業(yè)公司簽約，采用固定電價(jià)或分時(shí)電價(jià)向其購(gòu)電；加州現(xiàn)行政策強(qiáng)制戶用光伏用戶使用分時(shí)電價(jià)計(jì)劃；亞利桑那州，伊利諾 伊州，馬里蘭州，密西西比州和紐約州則正在推進(jìn)分時(shí)電價(jià)計(jì)劃。

對(duì)于公用事業(yè)公司而言，分時(shí)電價(jià)有一定可取之處：一方面，用電高峰時(shí)段，電網(wǎng)需要通過(guò)額外火電機(jī)組供電或向外 購(gòu)電，供電成本上升，分時(shí)電價(jià)有助于向用戶傳導(dǎo)這部分成本，保障其利潤(rùn)空間；另一方面，隨著分布式光伏裝機(jī)量 上升，用戶發(fā)電和用電時(shí)間的不匹配會(huì)導(dǎo)致用電凈需求量形成“鴨形曲線”，對(duì)電網(wǎng)形成沖擊，分時(shí)電價(jià)可以鼓勵(lì)用戶 自發(fā)錯(cuò)峰用電，降低電網(wǎng)調(diào)度壓力。

對(duì)于用戶而言，分時(shí)電價(jià)可為其提供通過(guò)電池儲(chǔ)能進(jìn)一步減少用電成本的機(jī)會(huì)。用戶可以通過(guò)儲(chǔ)能、負(fù)荷管理（例如 定時(shí)使用洗衣機(jī)等電器）等方式，盡可能地多使用谷價(jià)電，進(jìn)一步降低用電成本。例如，南加州愛(ài)迪生公司目前為安裝戶儲(chǔ)電池的電力用戶提供特殊的分時(shí)電價(jià)計(jì)劃“TOU Prime”，用戶低谷用電價(jià)僅$0.15/kWh，比該公司其他計(jì)劃中 的最低價(jià)格還便宜 5 美分，這使得月用電量 1000 度的用戶每月可節(jié)省 50 美元電費(fèi)，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良。 隨著分時(shí)電價(jià)機(jī)制推廣，用戶有望通過(guò)配儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)電費(fèi)節(jié)約，同時(shí)公用事業(yè)公司也可降低電網(wǎng)調(diào)度負(fù)擔(dān)，呈現(xiàn)雙贏。因此，分 時(shí)電價(jià)有望成為戶用儲(chǔ)能的又一經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)因素。

聯(lián)邦和各州提供補(bǔ)貼政策，成為配儲(chǔ)“臨門(mén)一腳”。根據(jù) EnergySage 2021 年對(duì)儲(chǔ)能安裝商的調(diào)研，初始投資成本過(guò)高是其 銷售儲(chǔ)能系統(tǒng)的最主要阻礙因素。2022 年 8 月聯(lián)邦“降低通脹法案”（IRA）加大了儲(chǔ)能系統(tǒng)可獲得的免稅額度，加之各州 層面提供的補(bǔ)貼政策，有望大幅降低戶儲(chǔ)初始投資金額，鼓勵(lì)用戶作出儲(chǔ)能系統(tǒng)投資決策，成為配儲(chǔ)的“臨門(mén)一腳”。

IRA 允許儲(chǔ)能獨(dú)立獲得免稅，并延長(zhǎng)了投資稅收抵免期限，大幅利好戶儲(chǔ)建設(shè)。清潔能源投資稅收抵免(ITC)是美國(guó)長(zhǎng) 期采用的新能源鼓勵(lì)政策，安裝可再生能源設(shè)施的主體可獲得稅收抵免，降低初始投資金額。根據(jù)先前規(guī)定，2020 年 至 2022 年安裝的太陽(yáng)能系統(tǒng)的稅收抵免上限為 26%，2023 年安裝的系統(tǒng)為 22%；儲(chǔ)能系統(tǒng)作為光伏系統(tǒng)的一部分獲 得稅收抵免，要求每年 70%以上時(shí)間與光伏陣列直接連接，單獨(dú)的儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)法獲得稅收抵免。IRA 將 ITC 期限延長(zhǎng) 10 年，稅收減免額度提升到 30%，且允許 3 kWh 以上的儲(chǔ)能系統(tǒng)獨(dú)立獲得 ITC，對(duì)儲(chǔ)能的激勵(lì)加大。

以加州為例，地方政策激勵(lì)進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)戶用儲(chǔ)能發(fā)展。加州自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃(Self-Generation Incentive Program，SGIP) 啟動(dòng)于 2001 年，是美國(guó)歷時(shí)最長(zhǎng)且最成功的分布式發(fā)電激勵(lì)政策之一。2011 年開(kāi)始，SGIP 將儲(chǔ)能納入支持范圍。現(xiàn) 行的 SGIP 政策中，戶用儲(chǔ)能用戶可獲得每 kWh 200 美元的補(bǔ)貼。 以 13.5kWh 的特斯拉Power Wall 為例，EnergySage 測(cè)算，安裝特斯拉 PowerWall儲(chǔ)能系統(tǒng)的總投資在 1.17-1.47 萬(wàn)美元， 根據(jù) 2021 年 6 月標(biāo)準(zhǔn)，ITC 可抵扣 3040-3820 美元（當(dāng)時(shí)補(bǔ)貼比例為 26%，現(xiàn)行 30%政策下可獲得更多），SGIP 可抵扣 2700 美元，兩政策疊加可抵免 40-55%的投資成本，為戶用儲(chǔ)能提供強(qiáng)勁動(dòng)力。

以加州為例，戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)在美國(guó)也將逐步產(chǎn)生優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性，補(bǔ)貼政策對(duì)經(jīng)濟(jì)性的推動(dòng)作用明顯。我們測(cè)算了在加州安裝戶 用光儲(chǔ)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，主要假設(shè)如下：參考 Berkeley lab 2020 年數(shù)據(jù)，我們假設(shè)戶用光伏平均規(guī)模 8kW，儲(chǔ)能主要為 5 kW/13.5 kWh的特斯拉Power Wall； 系統(tǒng)發(fā)電量和自用比例假設(shè)與前文一致；用戶年均用電量高于歐洲，約為 10000kWh。 根據(jù)前文分時(shí)電價(jià)的討論，我們假設(shè)無(wú)光儲(chǔ)系統(tǒng)的家庭用戶購(gòu)電價(jià)格為加州平均家庭電價(jià)（$0.27/kWh,2022.7 數(shù)據(jù)）， 純光伏系統(tǒng)家庭用戶購(gòu)電時(shí)高峰占比更高，均價(jià)略高（$0.30/kWh），光儲(chǔ)用戶則可以在谷時(shí)購(gòu)電（$0.15/kWh）。 采用加州 NEM 3.0 議案中提出的上網(wǎng)電價(jià)水平，約在$0.06/kWh。 在上述假設(shè)下，戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)的投資回收期約 5.49 年，20 年使用周期的 IRR 為 15%；存在 SGIP 補(bǔ)貼的情況下，則投資 回收期進(jìn)一步縮短至 4.26 年，20 年 IRR 提升至 22%，經(jīng)濟(jì)性顯著提升。