1. Productos de almacenamiento doméstico: hacia una máquina todo en uno y una mayor capacidad de carga 

1.1 Producto: apoyo a la demanda de existencias y mercado fotovoltaico doméstico incremental 

El almacenamiento doméstico de energía suele utilizarse en combinación con la energía fotovoltaica doméstica, y la capacidad instalada está experimentando un rápido crecimiento. El núcleo del sistema de almacenamiento de energía doméstico, también conocido como sistema de almacenamiento de energía en batería, es una batería recargable de almacenamiento de energía, que suele basarse en baterías de iones de litio o plomo-ácido, controlada por un ordenador, y realiza ciclos de carga y descarga bajo la coordinación de otro hardware y software inteligentes. El sistema de almacenamiento de energía doméstico suele combinarse con la generación de energía fotovoltaica distribuida para formar un sistema de almacenamiento óptico doméstico. Desde el punto de vista del usuario, el sistema de almacenamiento óptico doméstico puede eliminar el impacto negativo de los cortes de electricidad en la vida normal, al tiempo que reduce la factura de la luz. Desde el punto de vista de la red, el equipo de almacenamiento de energía doméstico que soporta el despacho unificado puede aliviar la escasez de energía durante las horas punta y proporcionar corrección de frecuencia para la red. 

Según los distintos modos de acoplamiento de los sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de energía, se dividen en sistemas de acoplamiento de CC y sistemas de acoplamiento de CA, que son adecuados respectivamente para el mercado incremental de sistemas fotovoltaicos recién instalados y para el mercado bursátil de sistemas fotovoltaicos instalados. El mayor espacio para el mercado incremental es la principal fuerza impulsora del futuro crecimiento del mercado: 

(1) Mercado incremental (fotovoltaica+sistema de almacenamiento de energía recién instalado en los hogares objetivo): por lo general, se utilizan productos acoplados de CC. El sistema de almacenamiento de energía acoplado de CC incluye un sistema de baterías y un inversor híbrido. El inversor híbrido tiene las funciones tanto de inversor fotovoltaico conectado a la red como de convertidor de almacenamiento de energía. La ventaja del acoplamiento de CC es que tanto las baterías fotovoltaicas como las de almacenamiento de energía se convierten a través de inversores híbridos, y no se requiere ningún inversor fotovoltaico conectado a la red adicional. La integración del sistema es mayor, la instalación y el servicio posventa son más cómodos, y la supervisión y el control inteligentes también son convenientes. Algunas familias que han instalado sistemas fotovoltaicos optan por retirar el inversor fotovoltaico conectado a la red original e instalar un nuevo inversor híbrido. 

(2) En la bolsa (los hogares objetivo tienen instalados sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de energía recién añadidos), se suelen utilizar productos de acoplamiento de CA. Sólo es necesario instalar baterías y convertidores de almacenamiento de energía, lo que no afectará al sistema fotovoltaico original. En principio, el diseño del sistema de almacenamiento de energía no está directamente relacionado con el sistema fotovoltaico, que puede determinarse en función de las necesidades. La ventaja del acoplamiento de CA reside en la alta seguridad: en el modo de acoplamiento de CA, la energía se acumula en el terminal de CA, que no sólo puede suministrarse directamente a la carga o enviarse a la red eléctrica, sino que también puede cargarse directamente a la batería a través del convertidor bidireccional. Pueden seleccionarse FV de baja tensión y baterías de baja tensión para eliminar el riesgo de alta tensión de CC en el sistema de almacenamiento de energía. 

En función de si el sistema está conectado a la red eléctrica, el sistema de almacenamiento de energía doméstico puede dividirse en sistema conectado a la red y sistema no conectado a la red. La principal diferencia radica en si el sistema está conectado a la red eléctrica. En la actualidad, la mayoría de las regiones utilizan el sistema integrado paralelo sin conexión a la red. (1) Sistemas conectados a la red, los sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de energía pueden conectarse a la red, y la energía puede comprarse a la red cuando la energía fotovoltaica o de las baterías es insuficiente. Es adecuado para zonas con un sistema eléctrico estable y un precio de la electricidad relativamente bajo. (2) El sistema aislado es adecuado para zonas desérticas, islas y otras zonas sin red eléctrica o zonas en las que la red eléctrica es inestable y necesita autoconsumo. El convertidor de almacenamiento de energía aislado suele estar equipado con una interfaz de generador diésel para complementar la energía cuando el suministro de la batería es insuficiente por la noche. (3) La máquina integrada paralela y aislada tiene la función de conmutación paralela y aislada o integra los modos paralelo y aislado en una sola máquina, que puede completar la conmutación al modo aislado en caso de fallo de alimentación. Es adecuada para zonas con sistemas eléctricos inestables y cortes de suministro frecuentes.

 

El equipo de hardware básico del sistema de almacenamiento de energía doméstico incluye baterías y convertidores. Según el grado de integración del producto, existen principalmente dos modalidades: máquina integrada y máquina dividida. El mercado actual está dominado por la máquina dividida, pero la máquina integrada es la tendencia de desarrollo del mercado de gama alta: (1) máquina dividida, algunos productos de acoplamiento de CA y productos de acoplamiento de CC adoptan el modo de máquina dividida, y el sistema de baterías y el sistema de inversores son suministrados por los fabricantes de packs y los fabricantes de inversores respectivamente, para luego llegar a los usuarios finales a través de los canales de integradores, distribuidores e instaladores. (2) Máquina todo en uno, el producto es un sistema de máquina todo en uno que incluye batería e inversor, normalmente un producto de acoplamiento de CA. El sistema de baterías y el inversor, como proveedores, suelen adoptar el modo OEM. El producto final no muestra la marca del proveedor, y la venta y posventa del producto corren a cargo de la marca.

Según el voltaje de la batería, puede dividirse en baterías de alto voltaje y baterías de bajo voltaje. La industria ha mostrado una tendencia a cambiar a baterías de alto voltaje. El objetivo principal es mejorar la eficiencia y simplificar el diseño del sistema, pero al mismo tiempo requiere una mayor consistencia de las células y capacidad de gestión del BMS. Las baterías de alto voltaje suelen tener un voltaje superior a 48 V, lo que puede conseguirse conectando varias celdas en serie. En términos de eficiencia, con la misma capacidad de baterías, la corriente de la batería del sistema de almacenamiento de energía de alto voltaje es pequeña, y la interferencia para el sistema es pequeña. En cuanto al diseño del sistema, la topología del circuito del inversor híbrido de alto voltaje es más sencilla, pequeña, ligera y fiable. Sin embargo, la batería de alto voltaje se compone de múltiples celdas en serie y en paralelo. Cuanto mayor es la tensión, mayor es el número de baterías en serie y mayor es el requisito de consistencia de las celdas. Al mismo tiempo, necesita cooperar con el eficiente sistema de gestión BMS, de lo contrario es fácil que se produzcan fallos.

Existen tres tipos de empresas en la cadena industrial: 1) Integradores, que sólo fabrican marcas y compran todos los equipos. Por lo general, compran las pilas y los inversores y venden los productos integrados bajo sus propias marcas, con canales de venta perfectos y un fuerte poder de marca, como Tesla, Sonnen, etc. 2) Los fabricantes de inversores pueden vender inversores por separado o comprar baterías de células integradas/máquinas "todo en uno". Gracias a su marca y a la acumulación de canales en la industria de inversores fotovoltaicos, los fabricantes de inversores pueden extenderse rápidamente. El núcleo del sistema de almacenamiento de energía es el control del inversor sobre la batería, es decir, la comunicación entre el inversor y la batería. El fabricante de inversores conoce a fondo la tecnología de electrónica de potencia y tiene más ventajas. 3) Los fabricantes de células tienen dos modos de participación. Uno consiste en suministrar células a las marcas posteriores sin participar en la integración del producto y la exposición de la marca, como Penghui Energy, Ningde Times, Yiwei Lithium Energy, etc. Los fabricantes de células tienen campos de negocio diversificados y ricos escenarios de aplicación. Por un lado, pueden beneficiarse del rápido crecimiento de la industria del almacenamiento doméstico y, por otro, pueden crear sinergias con otros negocios; la otra modalidad es producir sistemas de baterías y venderlos por separado o comprar módulos inversores al mismo tiempo para completar la integración del hardware y el diseño del software, como BYD y Paineng Technology. Los modelos de negocio de los participantes en la cadena industrial muestran dos tendencias: (1) Los fabricantes de inversores y de células se integran hacia abajo para llevar a cabo la integración de productos, lo que puede reforzar el control de los canales de venta y mejorar la rentabilidad;

(2) Algunos fabricantes se centran en el suministro de equipos y pueden abrirse a más clientes y escenarios de aplicación más amplios para ganar por volumen.

1.2 Valor: el coste de inversión de todo el sistema es de casi 80000 yuanes

Si tomamos como ejemplo un sistema de almacenamiento de energía Votai de 4,68kw fotovoltaicos+5,8kw/6kw en el Reino Unido, la inversión total es de unas 10000 libras, lo que equivale a un precio unitario de 17,61 yuanes/w. Entre ellos, el sistema fotovoltaico representa 32%, el módulo 3,08 yuanes/w, y el inversor fotovoltaico 2,56 yuanes/w. El sistema de almacenamiento de energía representa 35%, y el precio unitario es de 4,97 yuanes/wh. Otros materiales+instalación cuestan 3400 libras, lo que supone 33%.

1.3 Tendencia: batería de alta capacidad+inversor híbrido+máquina todo en uno

Desde la perspectiva de la tendencia de las baterías, las baterías de almacenamiento de energía están evolucionando hacia una mayor capacidad. Con el aumento del consumo eléctrico residencial, la capacidad eléctrica de cada hogar se incrementa gradualmente, y algunos productos realizan la expansión del sistema a través de la modularización. Debido a la penetración de los vehículos de nueva energía, el aumento de la potencia de los electrodomésticos y el impacto del trabajo en el hogar y la oficina, se incrementa el consumo eléctrico de cada hogar, y aumenta la electrificación de la demanda de almacenamiento de energía. (1) En cuanto al mercado regional, el consumo eléctrico por hogar ha aumentado gradualmente. Tomando como ejemplo el mercado alemán, la electrificación media será de 8,8 kwh en 2021, 8,5 kwh en 2020 y 8 kwh en 2019. El aumento de la electrificación en el mercado alemán se debe principalmente al desarrollo de los vehículos de nueva energía y al aumento del consumo doméstico de electricidad. (2) Batería modular, conveniente para la expansión. Dado que la capacidad de carga y la potencia de un solo producto son limitadas, el fabricante establecerá que el producto pueda configurarse de forma flexible mediante la combinación modular para satisfacer las necesidades de diferentes escenarios de capacidad. (3) La batería pasa de baja tensión a alta tensión. El sistema de baterías de alto voltaje puede reducir la generación de calor, mejorar la eficiencia del sistema, simplificar la estructura del circuito y facilitar la instalación del sistema. Con la mejora de la tecnología de fabricación de células y la tecnología de control del sistema de gestión de baterías, el sistema de baterías de alto voltaje se ha convertido en la tendencia del sector.

Desde el punto de vista de la tendencia de los inversores, ha aumentado la demanda de inversores híbridos aptos para mercados incrementales e inversores aislados sin acceso a la red eléctrica. (1) La distribución y el almacenamiento de energía fotovoltaica de nueva incorporación son suficientes, y la demanda de inversores híbridos está aumentando. En la actualidad, el sistema de almacenamiento de energía doméstico está dominado por el mercado incremental (nuevos usuarios fotovoltaicos distribuidos que apoyan el almacenamiento de energía), por lo que aumenta la demanda de inversores híbridos. El mercado incremental tiene su propio inversor fotovoltaico conectado a la red, por lo que cuando se instala el sistema de almacenamiento de energía de forma incremental, se selecciona el inversor de almacenamiento de energía, mientras que el mercado incremental suele combinar el inversor fotovoltaico y el convertidor de almacenamiento de energía en un inversor híbrido. Los usuarios se inclinan más por instalar almacenamiento de energía cuando se instala nueva fotovoltaica. La razón principal es que la incertidumbre de la política de medición neta de la fotovoltaica doméstica en el extranjero se hace más fuerte, la incertidumbre de los ingresos de la fotovoltaica doméstica aumenta, y los usuarios tienen el poder de configurar el almacenamiento de energía para lograr el autoconsumo espontáneo, reduciendo la incertidumbre de los ingresos. (2) La demanda de inversores aislados está impulsada por mercados como Estados Unidos y Sudáfrica. Estados Unidos sufre frecuentes catástrofes naturales, tiene un alto riesgo de cortes de electricidad y su red eléctrica es relativamente frágil y está envejecida. Para estabilizar la red, algunas compañías eléctricas de sistemas fotovoltaicos no les permiten acceder a ella. Por lo tanto, es necesario instalarlo fuera de la red y utilizarlo espontáneamente para sustituir al generador. Con el rápido crecimiento del mercado estadounidense, la demanda de convertidores de almacenamiento de energía fuera de la red que se adapten al mercado estadounidense ha aumentado significativamente. Deloitte integra el diseño de la conexión a la red y el modo aislado en la misma máquina. Gracias a su extraordinaria capacidad de control de costes, sus productos gozan de gran popularidad en el mercado estadounidense.

Desde el punto de vista de la tendencia de los productos terminales, en la actualidad, se trata principalmente del tipo dividido, es decir, la batería y el sistema inversor se utilizan juntos, y luego se desarrollan gradualmente hacia la máquina todo en uno. Antes, los fabricantes de baterías solían suministrar sistemas de baterías, y los fabricantes de inversores, inversores híbridos. En el canal de ventas, combinaban las baterías y los inversores en función de su adaptabilidad. Los productos de marcas diferentes son engorrosos para la instalación y la posventa. Por eso, los fabricantes de baterías y los fabricantes de inversores han empezado a implicarse mutuamente. En la actualidad, algunos fabricantes de inversores (como Sungrow Power, Huawei, Goodwin, etc.) han comprado pilas eléctricas para montar sus propios packs e integrado baterías e inversores para su venta. Por un lado, puede ampliar el mercado; por otro, puede ayudar a los consumidores a ahorrar la inversión única en equipos, simplificar la instalación, ahorrar costes de instalación y facilitar el mantenimiento posventa. Los productos de máquinas todo en uno de fabricantes de baterías como Pinen están en fase de desarrollo. El precio global del terminal todo en uno es elevado, pero el terminal todo en uno está muy integrado, lo que reduce la dificultad de instalación y ahorra costes de instalación. El coste del hardware en el mercado extranjero sólo representa menos de la mitad del coste global, y el coste de mano de obra posterior incluye la instalación, el servicio, el diseño, la solicitud posterior de conexión a la red, la solicitud de subvención, etc., que representan la proporción principal. La máquina "todo en uno" puede ahorrar costes posteriores, por lo que es reconocida gradualmente en el mercado de gama alta.

Desde el punto de vista de la tendencia del mercado regional, la diferencia de estructura de la red eléctrica y del mercado de la energía da lugar a una ligera diferencia de los productos principales en las distintas regiones. El modo europeo de conexión a la red es el principal, Estados Unidos tiene muchos modos de conexión a la red y fuera de la red, y Australia está explorando el modo de central eléctrica virtual.

(1) En Europa hay muchos modos de conexión a la red. El mercado fotovoltaico europeo tiene un alto índice de penetración y la red eléctrica es relativamente estable. El uso de sistemas conectados a la red puede satisfacer la demanda. El sistema de almacenamiento de energía debe interactuar con la red eléctrica, por lo que el inversor del producto debe contar con la certificación de conexión a red para cumplir los requisitos de la red eléctrica local. En la aplicación de conexión a red, el cliente puede cambiar el modo. En el modo normal de generación de energía, la fotovoltaica cubre las necesidades eléctricas durante el día y luego carga la batería. Por la noche, cambia automáticamente a la salida de CC del extremo de la batería, y el inversor pasa a 220 V para suministrar energía a la carga en el hogar; En los días de lluvia, cuando la generación de energía fotovoltaica es insuficiente, envía instrucciones a la red para comprar energía de la red para satisfacer la carga del hogar y cargar la batería al mismo tiempo.

(2) Existen muchos modelos paralelos y fuera de línea en el mercado estadounidense. El tendido de redes eléctricas en Estados Unidos se concentró en el siglo pasado, y las instalaciones de la red eléctrica eran relativamente antiguas, lo que suponía peligros ocultos para la capacidad de transporte y carga de la red eléctrica. Los problemas del envejecimiento de los equipos y la tecnología obsoleta eran prominentes. Según las estadísticas del Departamento de Energía de EEUU, 70% de líneas de transmisión y potencia transformadores tienen más de 25 años de vida útil, y 60% de disyuntores tienen más de 30 años de vida útil. Según las estadísticas de la AIE, los usuarios estadounidenses experimentaron una media de 3,2 horas de interrupción durante los grandes eventos y 1,5 horas de interrupción sin grandes eventos, lo que suma un total de casi 5 horas. En regiones con mal tiempo frecuente, la media anual de interrupciones del suministro eléctrico puede superar las 10 horas. La máquina "todo en uno" de desconexión paralela puede conmutar rápidamente al modo de desconexión paralela. Cuando se corta la corriente, se utiliza la batería como fuente de alimentación. Cuando la energía de la batería es insuficiente, la batería sólo se puede cargar completamente al día siguiente. Por lo tanto, la máquina fuera de la red paralela tiene que coincidir con la interfaz del motor diesel, fotovoltaica o eólica.

(3) Australia está explorando el modelo de central eléctrica virtual. Múltiples hogares con sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica pueden aceptar el protocolo VPP y el despacho de la red eléctrica. Los hogares pueden vender el exceso de electricidad; cuando hay demanda de electricidad, compran electricidad a través de esta configuración, y luego se conectan a la red eléctrica. Para los sistemas residenciales de energía solar, los sistemas de almacenamiento de energía domésticos y comerciales, los vehículos eléctricos V2G y otras fuentes de energía distribuida, AEMO ha desarrollado nuevas normas técnicas y ha puesto en marcha un plan de centrales eléctricas virtuales. La energía distribuida puede satisfacer las necesidades de los usuarios al tiempo que participa en el mercado eléctrico para obtener beneficios.

  1. Espacio de mercado: fotovoltaica distribuida por encima de las expectativas+la penetración del almacenamiento de energía "se duplica" β"， Se estima que en 2025 se añadirán 58GWh de nueva capacidad instalada

El almacenamiento doméstico de energía suele utilizarse en combinación con la fotovoltaica doméstica, y la capacidad instalada está experimentando un rápido crecimiento. En 2015, la nueva capacidad instalada anual de almacenamiento de energía doméstica mundial era de solo unos 200 MW. Desde 2017, la capacidad instalada global ha aumentado significativamente. La nueva capacidad instalada anual ha aumentado significativamente. En 2020, la nueva capacidad instalada global alcanzará 1,2GW, con un crecimiento interanual de 30%. Europa y Estados Unidos son los mercados con mayor potencial de crecimiento del mundo. En términos de envíos, según las estadísticas de IHS Markit, los nuevos envíos mundiales de almacenamiento de energía doméstica en 2020 serán de 4,44 GWh, con un crecimiento interanual de 44,2%, de los cuales Europa, Estados Unidos, Japón y Australia están a la cabeza, representando 3/4 de los envíos mundiales. En el mercado europeo, el alemán es el que se ha desarrollado más rápidamente, con un volumen de envíos superior a 1,1 GWh, el primero del mundo. El volumen de envíos estadounidense también superó 1 GWh, situándose en segundo lugar. El volumen de envíos de Japón en 2020 fue de casi 800MWh, muy superior al de otros países, ocupando el tercer lugar.

2.1 Impulsada por la demanda: la transformación energética es inminente, y la fotovoltaica distribuida es mucho más de lo esperado

La excesiva dependencia energética del exterior ha provocado una crisis energética, y la guerra ruso-ucraniana ha intensificado el conflicto. En la estructura energética europea, el gas natural representa una elevada proporción, alrededor de 25%. Según el Anuario Estadístico Mundial de la Energía de BP, las energías fósiles representan una elevada proporción en la estructura del consumo energético europeo, correspondiendo al gas natural unas 25%. El gas natural europeo depende en gran medida del exterior, principalmente de las importaciones. De las fuentes de gas natural, 80% proceden de gasoductos importados y gas natural licuado, incluidos 13.000 millones de pies cúbicos/día de gas por gasoducto importado de Rusia, que representan 29% del suministro total. La excesiva dependencia del exterior afecta gravemente a la seguridad energética. El gobierno espera reducir la dependencia y mantener la seguridad nacional. Si Rusia deja de suministrar gas natural a Europa, amenazará el abastecimiento energético de Europa. Es urgente desarrollar energías limpias para garantizar el suministro energético.

Las políticas aceleraron la transformación energética y aumentaron las expectativas de instalación fotovoltaica. Para garantizar la seguridad energética, los países han introducido políticas para acelerar el ritmo de la transformación energética. Alemania ha adelantado el objetivo de generar 100% de energía renovable de 2050 a 2035. El "Paquete de Pascua" pretende alcanzar la generación de 80% de energía renovable, 600TWh de generación de energía solar y 215GW de instalación fotovoltaica para 2030. La Comisión Europea adoptó la propuesta REPowerEU para aumentar el objetivo de energía renovable de la UE para 2030, que podría elevarse de nuevo a 45%. Se toman varias medidas para apoyar la fotovoltaica distribuida: 1) Se espera que el plan europeo de tejados fotovoltaicos aumente 17 twh de electricidad en el primer año tras su aplicación (17% más de lo previsto anteriormente), y genere 42 twh de electricidad adicional en 25 años; 2) En 25 años, todos los edificios públicos adecuados estarán instalados con fotovoltaica; 3) Todos los edificios nuevos deben instalar tejados fotovoltaicos, y el proceso de aprobación se controla en tres meses.

Desde la perspectiva de la tasa de penetración de la energía fotovoltaica en los hogares, la capacidad instalada de los principales países de ultramar con demanda de energía fotovoltaica parte del modo distribuido. Por ejemplo, en la fase inicial de desarrollo de la energía fotovoltaica en Japón, Australia y Estados Unidos, la nueva capacidad instalada corresponde principalmente a tejados residenciales. Al mismo tiempo, debido a su precocidad, la tasa de penetración de la energía fotovoltaica en Europa y Australia es mucho mayor que en China. La capacidad fotovoltaica doméstica instalada en Australia, Estados Unidos, Alemania y Japón representa 66,5%, 25,3%, 34,4% y 29,5% de la capacidad fotovoltaica total instalada, respectivamente. La proporción de fotovoltaica distribuida en el extranjero es mayor. Creemos que hay dos razones:

(1) El proceso de urbanización en Europa es relativamente alto. Se utilizan principalmente viviendas independientes o semiindependientes, que son adecuadas para el desarrollo de la fotovoltaica doméstica. Según los datos de 2016, hay 135,6 millones de casas en Estados Unidos, de las cuales 95 millones son villas o casas adosadas, lo que representa alrededor de 66%; Según la Encuesta Japonesa de Estadísticas de Suelo para Viviendas de 2013, el número de casas independientes en Japón representó 54,9% en 2013, lo que representa la parte principal del número total de casas. Desde la perspectiva del número de edificios residenciales, la proporción de cinco plantas o menos es de 84,9%. En Tokio, la proporción de casas independientes en 2013 sigue siendo tan alta como 40,7%; La proporción media de casas independientes y semiindependientes en Europa también es tan alta como 57,4%, y la proporción de casas independientes y semiindependientes en Gran Bretaña incluso supera los 80%. En comparación con esto, los tipos de vivienda en China son muy diferentes, las viviendas de gran altura ocupan una posición dominante, y las viviendas independientes y semiindependientes se concentran principalmente en zonas rurales y suburbios urbanos.

(2) La política apoya el uso espontáneo de la energía fotovoltaica doméstica. La generación de energía fotovoltaica europea adopta una política de medición neta. Los consumidores con instalaciones de generación de energía renovable pueden deducir parte de sus facturas de electricidad en función de la electricidad suministrada a la red, y calcular únicamente el consumo neto. Esta política mejora enormemente la economía de la fotovoltaica distribuida espontánea autoutilizando el excedente de electricidad en línea. Los países cuentan con elevadas subvenciones para la fotovoltaica distribuida, tipos de interés de los préstamos bancarios relativamente bajos, bajos costes de financiación de los sistemas fotovoltaicos y ausencia de atrasos en las subvenciones, lo que estimula la voluntad de instalación.

2.2 Impulsado por la demanda: precio de la electricidad+subvención fomentan la penetración del almacenamiento de energía

En la actualidad, la permeabilidad de los yacimientos nacionales es baja, y existe un enorme margen de mejora. 1) Estados Unidos: Según las estadísticas del Laboratorio de Berkeley, en la actualidad sólo se utilizan conjuntamente 6% de almacenamiento de energía doméstica y fotovoltaica en el mercado estadounidense. La mayor proporción de co construcción de almacenamiento óptico es de casi 80% en Hawai, seguida de 8% en California, y sólo unas 4% en otras regiones. 2) Alemania: De acuerdo con las estadísticas de ISEA RWTH Aachen, en 2021, Alemania ha instalado 430000 hogares de almacenamiento de energía doméstica. Según el cálculo de 40 millones de tejados en Alemania, la tasa de penetración del almacenamiento de energía en todos los tejados es solo de 1,1% en la actualidad. Desde la perspectiva de la nueva capacidad instalada, en 2021, Alemania añadirá 145000 hogares de almacenamiento de energía, 93% de los cuales serán nueva distribución y almacenamiento de energía fotovoltaica, 7% de los cuales serán transformación fotovoltaica de stock, y 215000 nuevos hogares fotovoltaicos, La proporción de almacenamiento de energía y nueva construcción fotovoltaica juntos alcanzó 63%. Con el aumento de la demanda de seguridad energética y estabilidad de la energía, la aplicación de políticas de subvenciones, el aumento de los precios de la electricidad residencial y la disminución de los costes de los sistemas de almacenamiento de energía, la tendencia a instalar sistemas de almacenamiento de energía se hará más fuerte, y hay margen para una mejora significativa en la tasa de penetración de los sistemas de almacenamiento de energía.

A corto plazo: La subida del precio de la electricidad influye en la mejora de la economía del almacenamiento de energía y se ha convertido en un catalizador para el crecimiento del mercado, pero el impacto es limitado y no es un factor decisivo. Supongamos que el consumo eléctrico doméstico anual es de 4000 kwh, el consumo eléctrico nocturno es de 60%, se instala el sistema de almacenamiento de energía 5kw fotovoltaico+10kwh, las horas anuales de generación de energía fotovoltaica son 1000 horas, el coste de inversión fotovoltaico es de 1,3 euros/w (equivalente a 9,1 yuanes/w), el coste de inversión de almacenamiento de energía es de 0,8 euros/wh (equivalente a 5,6 yuanes/wh), y el precio de la electricidad residencial es de 0,3464 euros/kw. La inversión inicial es de 14500 euros (equivalentes a 101500 yuanes), incluyendo 6500 euros (equivalentes a 45500 yuanes) para el sistema fotovoltaico y 8000 euros (equivalentes a 56000 yuanes) para el sistema de almacenamiento de energía. Según las estadísticas de la Oficina Federal de Estadística, la renta media anual de los hogares alemanes es de 56000 euros, y el coste de instalación del sistema de almacenamiento óptico supone 25% de la renta anual de los hogares. En comparación con todo el ciclo de vida (20 años) de la compra de la red eléctrica, la instalación del almacenamiento óptico ahorra 16601 euros y 9338 euros respectivamente. El ROI de la instalación del sistema de almacenamiento óptico es de 8,25%, y el periodo de amortización es de 11 años. El precio de la electricidad aumenta en 50%, y el periodo de amortización de la inversión se acorta a 8 años.

A medio plazo: la sustitución de nuevas energías es una tendencia determinista, y un gran número de nuevas energías se conectan a la red, lo que provoca presión en la red. Para promover la instalación de almacenamiento de energía, cuanto mayor sea la certidumbre y la continuidad de las subvenciones políticas a medio plazo. Desde la perspectiva de la estabilidad de la red eléctrica, la presión de la red causada por la conexión a la red de grandes cantidades de nuevas energías se debe al hecho de que el gobierno guía a la generación/usuarios de energía para que configuren el almacenamiento de energía mediante subvenciones y otras políticas. La lógica subyacente de las subvenciones de los países europeos a la fotovoltaica distribuida+almacenamiento de energía es reducir la presión de distribución de la red eléctrica mediante sistemas distribuidos. El Reino Unido estará exento del impuesto sobre el valor añadido de los sistemas fotovoltaicos domésticos a partir de abril de 2022, Italia aumentará la exención fiscal de los equipos de almacenamiento doméstico a 110% a partir de 2020, y Polonia, Suecia y otros países establecerán subvenciones presupuestarias para los sistemas de almacenamiento óptico doméstico.

A largo plazo: con el desarrollo de la escala y la tecnología, el coste del sistema se reducirá durante mucho tiempo. Según las estadísticas de Solar Power Europe, de 2015 a 2019, el coste de los pequeños sistemas fotovoltaicos disminuirá en aproximadamente 18%, y el coste de los sistemas domésticos de almacenamiento de energía disminuirá en casi 40%. Se estima que para 2023, el coste de los sistemas fotovoltaicos domésticos disminuirá aún más en 10%, mientras que el coste de los sistemas domésticos de almacenamiento de energía disminuirá significativamente en 33%. A corto plazo, debido a la fluctuación de la oferta y la demanda, el coste del sistema fluctúa ligeramente, pero se determina la tendencia a largo plazo de la reducción del coste de la tecnología. En 2021, el LCOE del sistema de almacenamiento óptico doméstico será de 10,1 céntimos de euro/kWh, y el del sistema fotovoltaico será de 14,7 céntimos de euro/kWh. En el mismo año, el precio de la electricidad doméstica en Alemania alcanzará los 31,9 céntimos de euro/kWh, y el coste de la electricidad del sistema de almacenamiento óptico será aproximadamente 1/3 del precio de la electricidad. Por lo tanto, la instalación del sistema de almacenamiento óptico tiene una buena economía, y con el aumento del precio de la electricidad y la disminución del coste, la economía mejorará aún más en el futuro.

2.3 Mercado regional: dominado por Estados Unidos, Europa y Australia

2.3.1 Estados Unidos: Las subvenciones impulsan la demanda del mercado

La política es el mayor motor del desarrollo del mercado estadounidense después del balance. Según las estadísticas de Wood Mackenzie, en 2021, se instalarán 409,5MW/902,7MWh de nueva capacidad de almacenamiento de energía doméstica en los Estados Unidos. (1) A nivel federal, en marzo de 2018, Estados Unidos publicó las "Nuevas reglas para el crédito fiscal del sistema de almacenamiento de energía residencial". Para el sistema de almacenamiento óptico residencial, si los usuarios instalan el sistema de almacenamiento de energía de la batería un año después de la instalación del sistema fotovoltaico, y cumplen la condición de que 100% de la energía almacenada proviene de la generación de energía fotovoltaica, este conjunto de equipos de almacenamiento de energía también puede obtener un crédito fiscal de 26%. (2) A nivel de gobierno estatal, California puso en marcha el plan SGIP para subvencionar la generación doméstica de energía. En noviembre de 2021, la Cámara de Representantes aprobó la Ley de Mejor Construcción de Estados Unidos, que amplía las subvenciones de la política ITC hasta 2033, y concede hasta 30% del crédito de incentivo o 6% del crédito básico antes de 2026. El crédito se reducirá gradualmente en 2032 y en 2033 a finales de 2031. Para los proyectos domésticos de almacenamiento de energía, el estándar de subvención para los sistemas de almacenamiento de energía con una escala de 10 kW o menos es de $0,5/Wh. Para los sistemas de almacenamiento de energía de más de 10 kW, el estándar de subvención puede ser $0,5/Wh, y no se puede obtener al mismo tiempo la exención fiscal por inversión (ITC). Si se desea obtener al mismo tiempo la ITC, el nivel de subvención del SGIP se reducirá a $0,36/Wh.

2.3.2 Europa: sube el precio de la electricidad y mejora la economía

Europa es el mayor mercado mundial de almacenamiento doméstico de energía. Según las estadísticas de BNEF, Europa añadirá 1,2GW/1,9GWh de nueva capacidad de almacenamiento de energía en 2020, incluyendo 639MW/1179MWh de nueva capacidad de almacenamiento de energía doméstica, un aumento interanual de 90%, que representan 52% del nuevo mercado. En 2020, la capacidad de almacenamiento de energía doméstica de Europa habrá acumulado 1,6 GW, ocupando el primer lugar en el mundo. Según las estadísticas de Solar Power Europe, el crecimiento del almacenamiento electroquímico doméstico de energía en Europa será fuerte en 2020, con unos 140000 sistemas instalados. Entre ellos, Alemania, Italia, Reino Unido, Austria y Suiza han aumentado en más de 90% del mercado doméstico europeo, y sólo Alemania ha representado más de dos tercios del mercado.

Alemania sigue ocupando el mayor mercado de almacenamiento de energía doméstico de Europa, e Italia, Austria y el Reino Unido continúan creciendo rápidamente. En los próximos años, Alemania seguirá manteniendo su posición de liderazgo en el mercado europeo de almacenamiento doméstico de energía. Según la encuesta de EUPD, 58% de los usuarios fotovoltaicos domésticos alemanes considerarán la posibilidad de añadir equipos de almacenamiento de energía tras la expiración del contrato FIT (Feed in Tariff). Italia le seguirá de cerca y mantendrá su posición como segundo mayor mercado. Con el firme apoyo del Gobierno, Austria superará al Reino Unido y se convertirá en el tercer mercado: Austria ha ampliado las subvenciones para la fotovoltaica doméstica y el almacenamiento de energía de 2020 a 2023, con un presupuesto total de 24 millones de euros, incluidos 12 millones de euros dedicados al almacenamiento de energía doméstico. Además, con el apoyo de políticas nacionales, los parlamentos de Suiza, España, Irlanda, la República Checa y Suecia se han convertido en nuevos puntos de crecimiento en Europa.

La subida de los precios de la electricidad ha mejorado la economía del almacenamiento doméstico de energía, y la demanda ha crecido rápidamente. El conflicto entre Rusia y Ucrania ha agravado aún más la subida de los precios de las materias primas, lo que ha incrementado enormemente los costes de generación de energía de las centrales eléctricas de gas y carbón, que representan alrededor de 40% de la producción eléctrica de Alemania, lo que ha provocado un aumento de los precios mayoristas de la electricidad. En los últimos 12 meses, los precios de la electricidad contratada por los residentes alemanes han aumentado 48%. El aumento del coste de la electricidad estimulará la demanda de almacenamiento energético doméstico.

2.3.3 Australia: La central eléctrica virtual amplía sus beneficios para mejorar la economía

Australia tiene un buen terreno para desarrollar el almacenamiento doméstico de energía, y aún hay un enorme margen de crecimiento en el futuro. Australia es un país poco poblado, y la energía depende principalmente de la transmisión a larga distancia. Por eso se ha desarrollado mucho la energía distribuida. Las microrredes, el almacenamiento de energía y otras tecnologías pueden mejorar la fiabilidad del consumo eléctrico, reducir la fluctuación de carga de la red eléctrica y acelerar la promoción del sistema de baterías domésticas en Australia. Es cada vez más importante para la promoción sostenible de la energía solar y la descarbonización de la red eléctrica, y también ayuda a mejorar la asequibilidad y fiabilidad de la energía a largo plazo. Según las estadísticas de BNEF, Australia añadirá 48MW/134MWh de capacidad de almacenamiento de energía doméstica en 2020. Australia cuenta con buenas condiciones para el desarrollo del almacenamiento doméstico de energía, pero actualmente sólo representa 5% del mercado mundial, y tiene un enorme espacio de desarrollo en el futuro.

Creemos que las razones para el desarrollo del almacenamiento de energía fotovoltaica doméstica en Australia son las siguientes: 1) El nivel de recursos lumínicos es el primero del mundo, y la intensidad lumínica en más de 80% de las regiones supera los 2000 kW/m2/h. El coste de la generación de energía fotovoltaica en Australia con el mismo coste de sistema es sólo la mitad del coste de la generación de energía en Alemania. 2) Apoyo político: El gobierno australiano, a través del Programa de Energías Renovables a Pequeña Escala (SRES), expide Certificados Tecnológicos a Pequeña Escala (STC) a los usuarios que instalan energía fotovoltaica doméstica, y los usuarios de alto consumo energético también están obligados a comprar una cierta proporción de STC para cumplir con sus obligaciones en virtud del RET; Al mismo tiempo, los gobiernos estatales australianos conceden subvenciones FiT a la energía fotovoltaica doméstica;

3) La tasa de propiedad de viviendas y la tasa de viviendas unifamiliares son elevadas. La premisa para instalar el sistema fotovoltaico doméstico es disponer de un tejado independiente, por lo que las viviendas que viven de forma centralizada no suelen reunir las condiciones para instalar el sistema de almacenamiento fotovoltaico doméstico. Según los datos censales de las instituciones estadísticas de varias regiones, la proporción del total de hogares que viven en casas independientes/semiindependientes en la UE/EE.UU./Japón/Australia supera los 50%. La estructura de la vivienda dominada por casas independientes es la premisa para el desarrollo a gran escala de sistemas de almacenamiento de luz domésticos en estas regiones. 4) Los precios de la electricidad en Australia están subiendo. Desde la perspectiva del precio de la electricidad al por mayor, a medida que la generación de energía solar entra en el mercado de la energía en una gran zona, el precio de la electricidad durante el periodo de generación de energía fotovoltaica diurna baja, y el precio de la electricidad alcanza el pico por la noche. Por lo tanto, se necesita urgentemente la ayuda del almacenamiento de energía para realizar el cambio horario de la electricidad.

Australia está estableciendo gradualmente un mecanismo de centrales eléctricas virtuales para mejorar la rentabilidad del almacenamiento de energía. En 2018, el gobierno del Partido Liberal de Australia Meridional asignó 180 millones de dólares australianos para que 40000 hogares instalaran pequeñas centrales de almacenamiento de energía electroquímica y grandes centrales de almacenamiento de energía electroquímica, incluidas centrales eléctricas virtuales. En 2019, la Agencia Australiana de Energías Renovables (ARENA) se ha comprometido a realizar una prueba de integración de centrales eléctricas virtuales (VPP) por valor de $2,46 millones para el Operador del Mercado Energético Australiano (AEMO), con el objetivo de demostrar la capacidad de las VPP para proporcionar servicios de control de energía y frecuencia. El almacenamiento doméstico de energía participa en el mercado de servicios auxiliares a través de agregadores. Según el informe publicado por el Australian Energy Market Operator (AEMO), los usuarios pueden obtener cerca de A $3000 de las centrales eléctricas virtuales, con un periodo de amortización de 6,8 años.

2.4 Predicción espacial: Se estima que en 2025 se añadirán 58,26GWh de nueva capacidad instalada de almacenamiento energético doméstico mundial

En función del número de hogares, se calcula la capacidad fotovoltaica distribuida instalada. Teniendo en cuenta la tasa de penetración del almacenamiento doméstico de energía, se obtiene el número de almacenamientos domésticos de energía instalados. Asumiendo que la capacidad instalada media de cada hogar se puede obtener la capacidad instalada de almacenamiento energético doméstico a nivel global y en cada mercado. Estimamos que, asumiendo que la tasa de penetración del almacenamiento de energía del mercado fotovoltaico de nueva instalación en 2025 será de 15%, la tasa de penetración del almacenamiento de energía del mercado de valores será de 2%, la capacidad global de almacenamiento de energía doméstica alcanzará los 25,45GW/58,26GWh, y la tasa de crecimiento combinada de energía instalada de 2021-2025 será de 58%.

3.Barreras industriales: barreras formadas por productos y canales

Barrera 1: Canal

Por un lado, el mercado de almacenamiento de energía doméstica se concentra principalmente en Estados Unidos, Europa y otros países y regiones con gran popularidad de la energía fotovoltaica doméstica y elevadas tarifas eléctricas domésticas. Si los productos chinos quieren entrar en estos mercados, suelen tener que organizar canales de distribución en el extranjero. Por otro lado, los productos de almacenamiento de energía doméstica suelen utilizarse junto con sistemas fotovoltaicos, y tienen ciertos atributos de los electrodomésticos, que pueden llegar rápidamente a los clientes intermedios mediante una disposición razonable de los canales. En el mercado estadounidense hay dos canales principales: uno es centrarse en el mercado de valores a través de canales de distribución. Los productos se venden a los instaladores fotovoltaicos a través de distribuidores, y luego se venden a los hogares que tienen instalada la fotovoltaica doméstica. El otro canal es centrarse en los nuevos mercados a través de los constructores. Los constructores comprarán los productos de manera uniforme cuando construyan casas nuevas.

Barrera 2: Resistencia del producto

Existen varios tipos de productos de almacenamiento de energía doméstica con una amplia gama de electrificación. Según la capacidad de carga, el nivel de tensión, el modo de acoplamiento, etc. de los productos de almacenamiento de energía domésticos, pueden dividirse en varias categorías: sistema de baterías pequeñas, sistema de baterías modulares de bajo voltaje, sistema de baterías modulares de alto voltaje, sistema de baterías de acoplamiento de CA, sistema de baterías sin conexión a la red y sistema de células solares todo en uno. La capacidad de carga de los productos varía entre 5 y 500 kwh, y los usuarios pueden elegir los productos adecuados según la demanda de energía doméstica.

La inversión en I+D y la capacidad de servicio garantizan los productos y las marcas de la empresa. El núcleo del sistema de almacenamiento de energía es la seguridad, la larga vida útil y el bajo coste. Cuanto mayor es la carga del sistema de almacenamiento de energía, más complejo es el sistema y mayor es la dificultad de integración. Por lo tanto, las empresas con una elevada inversión en I+D, fuertes reservas técnicas y una capacidad de entrega de productos eficiente, cómoda, rica y fiable en el mercado tendrán más ventajas competitivas. Además, la empresa debe ofrecer un determinado periodo de garantía para sus productos, normalmente 10 años. Un buen rendimiento de la calidad del producto, un bajo índice de reparaciones y una alta evaluación de la seguridad son factores importantes que afectan a la elección de los consumidores y constituyen barreras de marca en la industria.