Prefácio
Qual é a tendência de desenvolvimento dos sistemas de armazenamento de energia residencial? Os sistemas de armazenamento de energia residencial geralmente podem ser combinados com geração de energia fotovoltaica distribuída para formar sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica residencial. Os sistemas de armazenamento de energia residencial incluem principalmente dois tipos de produtos: baterias e inversores.
- (1) Tendências de baterias: As baterias de armazenamento de energia estão evoluindo para capacidades maiores. À medida que o consumo de eletricidade doméstica aumenta, a quantidade de eletricidade que cada casa pode transportar aumenta gradualmente. As baterias podem ser modularizadas para atingir a expansão do sistema, e as baterias de alta voltagem estão se tornando uma tendência.
- (2) Tendências do inversor: Há uma demanda crescente por inversores híbridos adequados para o mercado incremental e inversores off-grid que não precisam ser conectados à rede elétrica.
- (3) Tendências do produto final: Atualmente, os produtos do tipo split são os principais, ou seja, baterias e sistemas inversores são usados juntos, e a tendência está gradualmente mudando para produtos tudo-em-um.
- (4) Tendências do mercado regional: Diferenças na estrutura da rede elétrica e nos mercados de energia resultam em pequenas diferenças nos produtos tradicionais em diferentes regiões. Modelos conectados à rede dominam a Europa, os EUA têm mais modelos conectados à rede e fora da rede, e a Austrália está explorando modelos de usinas de energia virtuais.
Por que o mercado de armazenamento de energia residencial continua crescendo?
O armazenamento de energia residencial está crescendo rapidamente, impulsionado pelas forças duplas da energia fotovoltaica distribuída e pela penetração do armazenamento de energia. Em termos de instalações fotovoltaicas, a alta dependência energética da Europa exacerbou a crise energética causada pelo conflito Rússia-Ucrânia, e os países europeus aumentaram sucessivamente suas expectativas para instalações fotovoltaicas. Em termos de penetração do armazenamento de energia, o aumento dos preços da energia elevou os preços da eletricidade residencial, tornando o armazenamento de energia mais econômico. Os países introduziram políticas de subsídios para incentivar a instalação de armazenamento de energia residencial.
Qual é o desenvolvimento do mercado e qual é o tamanho do potencial do mercado?
Os Estados Unidos, Europa e Austrália são atualmente os principais mercados para armazenamento residencial de energia. De acordo com estatísticas da BNEF, em 2020, a capacidade instalada de novo armazenamento residencial de energia nos Estados Unidos foi de 154 MW/431 MWh, na Europa foi de 639 MW/1179 MWh e na Austrália foi de 48 MW/134 MWh. Supondo que a taxa de penetração de armazenamento de energia no mercado fotovoltaico recém-instalado em 2025 seja de 15% e a taxa de penetração de armazenamento de energia no mercado de ações seja de 2%, a capacidade global de armazenamento de energia doméstica atingirá 25.45 GW/58.26 GWh e a taxa composta de crescimento anual da capacidade instalada de 2021 a 2025 será de 58%.
Quais são as principais barreiras de entrada no setor de armazenamento de energia residencial?
Os sistemas de armazenamento de energia doméstica são geralmente usados em conjunto com energia fotovoltaica de telhado. A forma do produto é semelhante à de pequenos eletrodomésticos e tem certos atributos de bens de consumo. Pensando da perspectiva de um produto 2C,
- (1) Os canais afetam o alcance do produto e a cobertura do mercado. Os fabricantes podem construir seus próprios canais no exterior ou atingir metas de vendas integrando-se profundamente com os canais.
- (2) Parâmetros técnicos como a capacidade de potência do produto, nível de voltagem e método de acoplamento determinam o posicionamento de mercado do produto. O investimento em P&D e a construção de um sistema de serviços são as chaves para garantir a competitividade do produto.
Quais setores serão beneficiados?
Baterias e PCS são os dois principais componentes dos sistemas de armazenamento de energia residencial e são os setores que mais se beneficiarão do mercado de armazenamento de energia residencial. De acordo com estimativas, até 2025, a capacidade recém-instalada de armazenamento de energia residencial será de 25.45 GW/58.26 GWh, correspondendo a 58.26 GWh de remessas de baterias e 25.45 GW de remessas de PCS na China. Esperamos que até 2025, o espaço de mercado incremental para baterias seja de 10 bilhões de dólares americanos, e o espaço de mercado incremental para PCS seja de 3 bilhões de dólares americanos. Portanto, empresas do setor com uma alta proporção de negócios de armazenamento de energia, uma grande participação de mercado, um amplo layout de canal e forte poder de marca serão beneficiadas.
Índice
- Produtos de armazenamento doméstico
- Espaço de mercado
- Barreiras da indústria
- Baterias e PCS como componentes principais são os que mais se beneficiam
Produtos de armazenamento: Desenvolvimento em direção a tudo em um e maior capacidade
1. Produtos: Atender às necessidades de apoio de famílias existentes e novas
O armazenamento de energia residencial é frequentemente usado em conjunto com fotovoltaicos domésticos, e a capacidade instalada está experimentando um rápido crescimento. O núcleo de um sistema de armazenamento de energia residencial, também conhecido como sistema de armazenamento de energia de bateria, é uma bateria de armazenamento de energia recarregável, geralmente baseada em baterias de íons de lítio ou chumbo-ácido, controlada por um computador, que, em coordenação com outros hardwares e softwares inteligentes, permite ciclos de carga e descarga.
Os sistemas de armazenamento de energia residencial geralmente podem ser combinados com geração de energia fotovoltaica distribuída para formar um sistema de armazenamento de luz residencial.
1. Lado do usuário: Ao mesmo tempo em que reduzem as contas de luz, os sistemas de armazenamento de luz doméstica também podem eliminar os efeitos adversos das quedas de energia na vida cotidiana.
2. Lado da grade: Equipamentos de armazenamento de energia residencial que oferecem suporte ao despacho unificado podem aliviar a escassez de energia durante os horários de pico e fornecer correção de frequência para a rede elétrica.
De acordo com os diferentes métodos de acoplamento de sistemas fotovoltaicos e de armazenamento de energia, eles são divididos em sistemas acoplados em CC e sistemas acoplados em CA, que são adequados para o mercado incremental de sistemas fotovoltaicos recém-instalados e o mercado de ações de sistemas fotovoltaicos instalados, respectivamente. O mercado incremental tem mais espaço e é a principal força motriz para o crescimento futuro do mercado:
(1) Mercado incremental (produtos acoplados a CC): Os sistemas de armazenamento de energia acoplados a CC têm um sistema de bateria e um inversor híbrido. A vantagem do acoplamento CC é que o inversor híbrido converte tanto o sistema fotovoltaico quanto a bateria de armazenamento de energia, portanto, a instalação de um inversor fotovoltaico conectado à rede adicional é desnecessária. Isso resulta em um maior grau de integração do sistema, tornando a instalação e o serviço pós-venda mais convenientes e facilitando o monitoramento e o controle inteligentes.
(2) Mercado de ações (produtos acoplados a CA): Apenas uma bateria e um inversor de armazenamento de energia devem ser adicionados, sem afetar o sistema fotovoltaico original. A vantagem do acoplamento CA é a alta segurança. A energia é coletada na extremidade CA, que pode ser fornecida diretamente à carga enviada à rede ou carregada diretamente na bateria por meio de um inversor bidirecional. Baterias fotovoltaicas de baixa tensão e de baixa tensão podem ser usadas, eliminando o risco de alta tensão CC no sistema de armazenamento de energia.
2. Os sistemas de armazenamento de energia doméstica podem ser divididos em sistemas conectados à rede e sistemas fora da rede
- Sistemas conectados à rede: sistemas fotovoltaicos e de armazenamento de energia podem ser conectados à rede, e a eletricidade pode ser comprada da rede quando a energia fotovoltaica ou de bateria for insuficiente. Ela se adapta a áreas com sistemas de energia estáveis e preços de eletricidade relativamente baixos.
- Sistema off-grid: adequado para desertos e ilhas sem redes elétricas ou áreas onde a rede elétrica é instável e a autogeração é necessária. Inversores de armazenamento de energia off-grid são usados, geralmente com interfaces de gerador a diesel, para suplementar energia quando a energia da bateria é insuficiente à noite.
- Máquina multifuncional on-grid e off-grid: com funções de comutação on-grid e off-grid ou integrando modos on-grid e off-grid em uma máquina, o que pode completar a comutação para o modo off-grid durante quedas de energia, adequado para áreas com sistemas de energia instáveis e quedas de energia frequentes.
O equipamento de hardware principal do sistema de armazenamento de energia residencial inclui baterias e inversores. De acordo com o grau de integração do produto, há dois modelos principais: integrado e dividido. O mercado atual é dominado por dividido, mas integrado é a tendência de desenvolvimento do mercado de ponta:
(1) Dividir: alguns produtos acoplados a CA e CC adotam o modelo dividido. Os sistemas de bateria e inversor são fornecidos por fabricantes de pacote e inversor, respectivamente, e então chegam ao usuário final por meio de integradores, revendedores e instaladores.
(2) Integrado: o produto é um sistema integrado que inclui baterias e inversores, geralmente produtos acoplados a CA. Sistemas de bateria upstream e inversores são fornecidos como fornecedores, geralmente em um modelo OEM. A marca do fornecedor não é apresentada no produto final, e as vendas e pós-vendas do produto são todas suportadas pela marca.
As baterias podem ser divididas em Baterias HV e LV de acordo com os níveis de tensão. A indústria está tendendo para baterias de alta tensão, usadas principalmente para melhorar a eficiência e simplificar o projeto do sistema. No entanto, eles colocam maiores demandas na consistência das células e nas capacidades de gerenciamento do BMS. Baterias de alta voltagem geralmente têm uma voltagem de bateria de 48 V ou mais, o que pode ser alcançado conectando múltiplas células em série.
Em termos de eficiência, um sistema de armazenamento de energia de alta tensão com a mesma capacidade de uma bateria tem uma corrente de bateria menor e é mais eficiente. Também é mais simples em estrutura, menor em tamanho, mais leve em peso e mais confiável. No entanto, uma bateria de alta tensão é composta de várias células conectadas em série e em paralelo. Quanto maior a tensão, mais células precisam ser conectadas em série e maiores os requisitos de consistência para as células. Ao mesmo tempo, deve ser combinado com um sistema de gerenciamento BMS eficiente, caso contrário, está sujeito a falhas.
A cadeia industrial de baterias de máquinas multifuncionais de armazenamento de energia:
1) Integradores: apenas fazem branding e compram todos os equipamentos externamente. Normalmente, eles compram células e inversores externamente, integram os produtos e os vendem sob suas próprias marcas, com canais de vendas bem estabelecidos e forte poder de marca, como Tesla e Sonnen.
2) Fabricantes de inversores: vender inversores sozinhos ou integrar baterias/máquinas tudo-em-um terceirizando células. Os fabricantes de inversores se beneficiam das marcas e canais que acumularam na indústria de inversores fotovoltaicos e podem se expandir rapidamente. O núcleo do sistema de armazenamento de energia está no controle da bateria pelo inversor, ou seja, a comunicação entre o inversor e a bateria. Os fabricantes de inversores têm um profundo conhecimento da tecnologia de eletrônica de potência e têm uma vantagem.
3) Fabricantes de células: Existem dois modos de participação. Um é fornecer células para marcas downstream sem participar da integração de produtos e sem exposição da marca. Exemplos incluem Penghui Energy, Contemporary Amperex Technology e EVE Energy. Os fabricantes de células têm um escopo de negócios mais diversificado e com uma ampla gama de cenários de aplicação. Por um lado, eles podem se beneficiar do rápido crescimento do setor de armazenamento doméstico; por outro lado, eles podem criar sinergias com diferentes negócios. O outro modelo é produzir sistemas de bateria para venda individual ou terceirizar módulos inversores para completar a integração de hardware e o design de software, como BYD e Pnen Technology.
Existem duas tendências principais nos modelos de negócios dos participantes da cadeia industrial: (1) os fabricantes de inversores e células de bateria estão integrando suas operações e realizando a integração de produtos, o que pode fortalecer o controle sobre os canais de vendas e melhorar a lucratividade;
(2) alguns fabricantes se concentram no fornecimento de equipamentos, o que pode abrir mais clientes e uma gama mais ampla de cenários de aplicação e vencer em volume.
3. Custo de investimento do sistema
| Preço final (£) | Capacidade | Unidade | Preço | Unidade | |
| Módulos fotovoltaicos | 1800 | 4.68 | Kw | 0.3 | £/S |
| Inversores fotovoltaicos | 1500 | 4.68 | Kw | 0.2 | £/S |
| Sistemas de armazenamento de energia | 3600 | 5.2 | kwh | 0.5 | £/S |
| Outros materiais auxiliares | 1900 | ||||
| Taxas de instalação | 1500 | ||||
| Segurança | 10300 | 4.68 | Kw | 1 | £/S |
4. Tendência da bateria tudo-em-um
Em relação às tendências de baterias, as baterias de armazenamento de energia estão evoluindo para capacidades maiores. À medida que o consumo de eletricidade doméstica aumenta, a quantidade de eletricidade transportada por família aumenta gradualmente. Alguns produtos podem expandir a capacidade do sistema por meio da modularização. Devido à penetração de novos veículos de energia, ao aumento da potência dos eletrodomésticos e ao impacto do trabalho em casa, o consumo de eletricidade doméstica aumentou, levando a um aumento na quantidade de eletricidade transportada para armazenamento de energia.
(1) Mercado regional: A capacidade total de energia por domicílio está aumentando gradualmente. Tomando o mercado alemão como exemplo, a capacidade média de energia em 2021 é de 8.8 kWh, enquanto os dados para o mesmo período em 2020 foram de 8.5 kWh e 8 kWh em 2019. O aumento da capacidade de energia no mercado alemão se deve principalmente ao desenvolvimento de novos veículos de energia e ao aumento do consumo de eletricidade doméstica.
(2) Baterias modulares para fácil expansão: A potência e a capacidade de um único produto são limitadas, então os fabricantes criarão produtos que podem ser configurados de forma flexível por meio de combinações modulares para atender às necessidades de diferentes cenários de capacidade.
| Bateria | Formato | Método de Acoplamento | Flexibilidade de configuração | Capacidade |
| Bateria Enphase IQ | LFP | AC | Até 4 módulos | 3.36, 10.08 kWh |
| Generac PWRcell | NMC | DC | Até 2 módulos | 9, 12, 15, 18 kWh |
| Tesla Powerwall | NMC | AC | Até 10 módulos | 13.5 kWh |
| Panasonic Ever Volt | NMC | AC ou DC | Bateria acoplada em CC Até 6 módulos | 11.4, 17.1 kWh |
| Sonnen eco | LFP | AC | 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20 kWh | |
| LG Química RESU | NMC | AC | Até 2 módulos | 9.3 kWh |
| Electriq Power PowerPod 2 | LFP | AC ou DC | Até 3 módulos para baterias acopladas em CA e até 4 módulos para baterias acopladas em CC | 10, 15, 20 kWh |
| SunPower SunVault | LFP | AC | 12, 24 kWh | |
| Banco de Energia SolarEdge | NMC | DC | Até 3 módulos por inversor, até 3 inversores por sistema | 9.7 kWh |
(3) As baterias estão passando de baixa tensão para alta tensão: Sistemas de bateria de alta voltagem geram menos calor, o que pode melhorar a eficiência do sistema, simplificar a estrutura do circuito e facilitar a instalação do sistema. Sistemas de bateria de alta voltagem se tornaram uma tendência da indústria com a melhoria da tecnologia de fabricação de baterias e da tecnologia de controle do sistema de gerenciamento de baterias.
| Bateria | Formato | Volt | Capacidade | Potência de saída (kw) | Preço ($/kwh) |
| LG RESU Série H | NMC | 400 | 6.5/9.8 | 3.5/5 | 795 |
| HVM Premium BYD | LFP | 150-400 | 2.76 | 2 | 870 |
| Sungrow ES-SGR-SBR | LFP | 192-512 | 9.6 | 1.92 | 650 |
| FIMER Power X FIM-BATT | LFP | 180-360 | 9.6/12.8/16 | 3.8/5.1/6.4 | |
| SolarEdge BAT10K | LFP | 350-450 | 10 | 5 | 985 |
5. Tendência de demanda do inversor
(1) Os novos sistemas de geração e armazenamento de energia fotovoltaica instalados têm potência suficiente e há uma demanda crescente por inversores híbridos: Como o mercado atual de sistemas de armazenamento de energia doméstica é dominado por mercados incrementais (usuários fotovoltaicos distribuídos recém-instalados com armazenamento de energia correspondente), há uma demanda crescente por inversores híbridos. O mercado de ações já tem inversores conectados à rede fotovoltaica, então, ao instalar sistemas de armazenamento de energia incrementalmente, eles escolhem inversores de armazenamento de energia, enquanto o mercado incremental geralmente combina inversores fotovoltaicos e conversores de armazenamento de energia em inversores híbridos. Os usuários estão mais inclinados a instalar armazenamento de energia ao instalar novos fotovoltaicos, principalmente porque a incerteza das políticas de medição líquida no exterior para fotovoltaicos domésticos aumentou, e a incerteza da renda fotovoltaica doméstica aumentou. Os usuários são motivados a configurar o armazenamento de energia para atingir a autogeração e o autouso, reduzindo a incerteza de renda.
(2) Mercados como os Estados Unidos e a África do Sul impulsionam a procura de inversores fora da rede: Os Estados Unidos são propensos a desastres naturais frequentes, com alto risco de quedas de energia. Além disso, a rede elétrica dos EUA é relativamente fraca e envelhecida. Para estabilizar a rede, algumas empresas de energia não permitem que sistemas fotovoltaicos se conectem à rede. Portanto, sistemas off-grid são necessários para gerar e usar energia de forma independente, substituindo geradores. O mercado dos EUA está crescendo rapidamente, e a demanda por conversores de armazenamento de energia off-grid que atendam às necessidades do mercado dos EUA aumentou significativamente. A Deye integrou o design dos modos conectado à rede e off-grid na mesma máquina. Com excelentes recursos de controle de custos, os produtos são populares no mercado dos EUA.
6. Tendência de produtos terminais: evolução gradual em direção a máquinas multifuncionais.
Normalmente, o sistema de bateria é fornecido pelo fabricante da bateria, e o fabricante do inversor fornece o inversor híbrido. A bateria e o inversor são vendidos juntos com base em sua compatibilidade quando vendidos por meio de canais. Produtos de marcas diferentes podem causar complicações durante a instalação e pós-venda. Portanto, os fabricantes de pacotes e os fabricantes de inversores começaram a se envolver uns com os outros. Alguns fabricantes de inversores (como Sungrow Power Supply, Huawei e Goodwe) compraram células e montaram seus próprios pacotes, integrando baterias e inversores para venda.
O preço geral dos terminais all-in-one é mais alto, mas a alta integração das unidades all-in-one reduz a dificuldade de instalação e economiza custos de instalação. Os custos de hardware representam menos da metade do custo geral, enquanto os custos de mão de obra subsequentes, incluindo instalação, serviço, design, aplicações subsequentes de conexão à rede, aplicações de subsídios, etc., representam a maioria. As unidades all-in-one podem economizar custos subsequentes e gradualmente ganhar reconhecimento no mercado de ponta.
Espaço de mercado: Espera-se que a energia fotovoltaica + armazenamento de energia adicione 58 GWh de capacidade instalada
O armazenamento de energia residencial é geralmente usado em conjunto com energia fotovoltaica residencial, e a capacidade instalada tem apresentado um rápido crescimento. Em 2015, a capacidade anual recém-instalada de armazenamento de energia residencial em todo o mundo era de apenas cerca de 200 MW. Desde 2017, a capacidade global instalada cresceu significativamente, e a taxa de crescimento anual da capacidade recém-instalada aumentou drasticamente. Até 2020, a capacidade global recém-instalada atingirá 1.2 GW, um aumento anual de 30%.
Europa e Estados Unidos são os mercados com o potencial de crescimento mais significativo globalmente. De acordo com as estatísticas da IHS Markit, as novas remessas globais de armazenamento de energia doméstica em 2020 foram de 4.44 GWh, um aumento anual de 44.2%. Europa, Estados Unidos, Japão e Austrália estão na vanguarda, respondendo por 3/4. O mercado alemão é o que mais cresce na Europa, com remessas de mais de 1.1 GWh, ocupando o primeiro lugar globalmente. Os EUA também ficaram em segundo lugar com remessas de mais de 1 GWh. As remessas do Japão em 2020 foram de quase 800 MWh, superando em muito as de outros países.
1. Impulsionada pela demanda: a geração de energia fotovoltaica distribuída superou em muito as expectativas
A dependência excessiva de energia estrangeira provocou uma crise energética, e a guerra russo-ucraniana exacerbou o conflito — o gás natural é responsável por uma alta proporção da estrutura energética da Europa, respondendo por cerca de 25%. De acordo com o BP World Energy Statistics Yearbook, a energia fóssil é responsável por uma alta proporção da estrutura de consumo de energia da Europa, da qual o gás natural é responsável por uma proporção estável de cerca de 25%. A Europa tem um alto grau de dependência de gás natural estrangeiro e depende principalmente de importações. Entre as fontes de gás natural, 80% vêm de gasodutos importados e gás natural liquefeito, dos quais 13 bilhões de pés cúbicos por dia de gás de gasoduto importado da Rússia respondem por 29% do fornecimento total. A dependência excessiva de energia estrangeira afetou seriamente a segurança energética. O governo espera reduzir a dependência e manter a segurança nacional. A suspensão do fornecimento de gás natural da Rússia para a Europa ameaçará seu fornecimento de energia, e é urgentemente necessário desenvolver energia limpa para garanti-la.
Os formuladores de políticas estão acelerando a transição energética e aumentando as expectativas para a capacidade fotovoltaica instalada. Para garantir a segurança energética, os países introduziram políticas para acelerar o ritmo da transição energética. A Alemanha antecipou a meta de gerar 100% de sua eletricidade a partir de fontes renováveis de 2050 para 2035, atingindo 80% de eletricidade gerada a partir de fontes renováveis até 2030, gerando 600 TWh de energia solar e instalando 215 GW de capacidade fotovoltaica até 2030. A Comissão Europeia adotou a proposta REPowerEU para aumentar a meta de energia renovável da UE para 2030. A meta de energia renovável para 2030 pode ser aumentada novamente para 45%. Várias iniciativas apoiarão a energia fotovoltaica distribuída:
1) Espera-se que a Iniciativa Europeia de Telhados Fotovoltaicos aumente a geração de eletricidade em 17 TWh no primeiro ano de implementação (17% a mais do que o previsto anteriormente) e gere 42 TWh adicionais até 2030.
2) Em 25 anos, todos os edifícios públicos adequados terão energia fotovoltaica instalada.
3) Todos os novos edifícios devem instalar telhados fotovoltaicos, e o processo de aprovação deve ser controlado dentro de três meses.
| País | Antes do ajuste | Nova política |
| Alemanha | 100% renovável até 2050, com uma média de 5 GW de novas instalações fotovoltaicas por ano | Geração de energia 100% renovável até 2035, com um aumento médio anual de 17.2 GW de nova capacidade instalada até 2030 |
| Reino Unido | Capacidade instalada acumulada de 14.6 GW até 2021, incluindo 5 GW de energia fotovoltaica residencial | Até 2035, a capacidade instalada de energia fotovoltaica aumentará cinco vezes em relação aos atuais 14 GW, com um aumento médio anual de 5 GW de nova capacidade instalada. |
| União Européia | Aumentar a proporção de energia renovável de 32% para 40% até 2030 | A proporção de energia renovável aumentará novamente para 45% até 2030 |
Da perspectiva da penetração fotovoltaica doméstica, os principais países com demanda fotovoltaica no exterior começaram com instalações distribuídas. Por exemplo, nos estágios iniciais do desenvolvimento fotovoltaico no Japão, Austrália e Estados Unidos, as novas instalações eram principalmente em telhados residenciais. Ao mesmo tempo, devido ao seu início precoce, a taxa de penetração fotovoltaica na Europa e Austrália é muito maior do que na China. A capacidade fotovoltaica doméstica instalada na Austrália, Estados Unidos, Alemanha e Japão é responsável por 66.5%, 25.3%, 34.4% e 29.5% da capacidade fotovoltaica total instalada, respectivamente. A proporção da capacidade instalada doméstica em países desenvolvidos é mais de 10 vezes maior que a da China. A proporção de fotovoltaicos distribuídos no exterior é maior por dois motivos:
(1) A Europa tem um alto nível de urbanização, e a habitação é dominada por casas isoladas ou geminadas adequadas para o desenvolvimento de energia fotovoltaica doméstica. De acordo com dados de 2016, havia 135.6 milhões de unidades habitacionais nos Estados Unidos, das quais 95 milhões eram vilas ou sobrados, representando cerca de 66%. De acordo com a “Pesquisa de Estatísticas de Moradia e Terras Japonesas 2013”, o número de casas isoladas no Japão representou 54.9% em 2013, ocupando a maior parte do número total de casas. Em termos do número de andares de edifícios residenciais, 84.9% têm 5 andares ou menos. Na área metropolitana de Tóquio, a proporção de casas isoladas também permaneceu alta em 40.7% em 2013. A proporção média de casas isoladas e geminadas na Europa é tão alta quanto 57.4%, e a proporção de casas isoladas e geminadas no Reino Unido é superior a 80%. Em contraste, os tipos de casas na China são muito diferentes, com edifícios altos predominando e moradias isoladas e geminadas concentradas principalmente em áreas rurais e subúrbios urbanos.
(2) Apoio político para geração de energia fotovoltaica doméstica para autoconsumo. A Europa implementa uma política de medição líquida para geração de energia fotovoltaica. Consumidores com instalações de geração de energia renovável podem deduzir uma parte da eletricidade que alimentam a rede de suas contas de eletricidade, e apenas o consumo líquido é calculado. Esta política melhora drasticamente a economia da geração de energia fotovoltaica distribuída para autoconsumo e alimentação de eletricidade excedente para a rede. Os países têm subsídios relativamente altos para geração de energia fotovoltaica distribuída, baixas taxas de juros de empréstimos bancários e baixos custos de financiamento para sistemas fotovoltaicos. Não há problemas com atrasos de subsídios, o que estimulou a disposição para instalar.
| País | Tempo | Privacidade |
| Netherlands | 2020 | A Holanda introduziu uma medição líquida de dez anos para dar suporte à energia fotovoltaica residencial. O governo holandês planeja reduzir os preços da eletricidade em 9% a cada ano de 2023 a 2030. |
| Itália | 2022 | Procedimentos simplificados de aprovação de instalação para sistemas fotovoltaicos comerciais em telhados com capacidades instaladas entre 50 kW e 200 kW 267 milhões de euros (294 milhões de dólares americanos) alocados para deduções fiscais para ajudar as empresas a cobrir parte do custo de compra e instalação de painéis solares |
| Suíça | 2020 | Mais 46 milhões de francos suíços (US$ 47.5 milhões) foram alocados ao programa de subsídios para energia solar residencial e comercial em telhados. Esse valor adicional elevou o orçamento de subsídios para 376 milhões de francos suíços. |
2. Impulsionado pela demanda: preços da eletricidade + subsídios impulsionam a penetração do armazenamento de energia
A taxa de penetração atual do armazenamento doméstico é relativamente baixa, deixando bastante espaço para melhorias.
1) Estados Unidos: De acordo com estatísticas do Berkeley Laboratory, apenas 6% dos lares dos EUA usam armazenamento de energia pareado com energia fotovoltaica. A maior proporção combinada de energia solar e armazenamento de energia é de quase 80% no Havaí, seguido pela Califórnia, com uma taxa de penetração de 8%, e outras regiões, com apenas cerca de 4%.
2) Alemanha: De acordo com estatísticas do ISEA RWTH Aachen, até 2021, haverá um total acumulado de 430,000 instalações de armazenamento de energia residencial na Alemanha. A taxa de penetração atual de armazenamento de energia em todos os telhados é de apenas 1.1%. Em 2021, na Alemanha, 145,000 novas residências de armazenamento de energia serão adicionadas, das quais 93% serão novas PV com armazenamento de energia e 7% serão retrofits de PV existentes. 215,000 novas residências de PV serão adicionadas, e a proporção de novos sistemas de PV e armazenamento de energia atingirá 63%.
Com a crescente demanda por segurança energética e estabilidade de energia, a implementação de subsídios políticos, o aumento nos preços de eletricidade residencial e a redução no custo dos sistemas de armazenamento de energia, a tendência de instalar sistemas de armazenamento de energia se tornará mais forte, e há espaço significativo para que a taxa de penetração de sistemas de armazenamento de energia aumente significativamente.
Curto prazo: O aumento dos preços da eletricidade impacta a viabilidade econômica do armazenamento de energia e atua como um catalisador para o crescimento do mercado. No entanto, o impacto é limitado e não é um fator decisivo. Assumindo um consumo anual de eletricidade doméstica de 4000kwh, 60% dos quais são usados à noite, um sistema fotovoltaico de 5kw + sistema de armazenamento de energia de 10kwh é instalado, as horas anuais de geração de energia fotovoltaica são de 1000 horas, o custo do investimento fotovoltaico é de 1.3 euros/w, o custo do investimento em armazenamento é de 0.8 euros/wh, o preço da eletricidade residencial é de 0.3464 euros/kw. O investimento inicial foi de 14,500 euros, dos quais 6,500 euros foram gastos no sistema fotovoltaico e 8,000 no sistema de armazenamento. De acordo com o Federal Bureau of Statistics, a renda média anual de uma família alemã é de 56,000 euros, e o custo de instalação de um sistema fotovoltaico é responsável por 25% da renda familiar anual. A economia de custos da instalação de um sistema fotovoltaico com armazenamento ao longo de todo o ciclo de vida (20 anos) é de € 16,601, e a economia de custos é de € 9,338 em comparação com apenas a instalação de um sistema fotovoltaico. O retorno sobre o investimento para a instalação de um sistema fotovoltaico com armazenamento é de 8.25%, e o período de retorno é de 11 anos. Se os preços da eletricidade aumentarem em 50%, o período de retorno é reduzido para 8 anos.
Médio prazo: A substituição de novas fontes de energia é uma tendência definitiva. A conexão em larga escala de novas fontes de energia causou pressão na rede elétrica. Para promover a instalação de sistemas de armazenamento de energia, os subsídios de políticas de médio prazo devem ser tão específicos e contínuos quanto possível. Da perspectiva da estabilidade da rede elétrica, a pressão sobre a rede é causada pela conexão em larga escala de novas fontes de energia, e a geração de energia/alocação de armazenamento de energia pelo usuário do governo por meio de subsídios e outras políticas é o resultado. A lógica subjacente dos subsídios para energia fotovoltaica distribuída + armazenamento de energia em países europeus é reduzir a pressão sobre a rede elétrica da distribuição de energia por meio de sistemas distribuídos. O Reino Unido isentou os sistemas fotovoltaicos residenciais do imposto sobre valor agregado em abril de 2022. A Itália aumentou a redução de impostos para equipamentos de armazenamento doméstico para 110% em 2020, e países como Polônia e Suécia estabeleceram subsídios orçamentários para sistemas de armazenamento fotovoltaico residenciais.
| País | Tempo | Privacidade | Conteúdo |
| UK | 2020 | A partir de 1 de abril de 2022, o imposto sobre valor agregado (IVA) sobre bombas de calor e módulos solares usados em aplicações solares residenciais será reduzido de 5% para 0 por um período de 5 anos | |
| Itália | 2020 | Ecobônus | Os créditos fiscais para dispositivos de armazenamento de energia doméstica serão aumentados dos 50-65% originais para 110 |
| Suíça | 2020 | Programa de subsídio para energia solar em telhados residenciais e comerciais | Um adicional de CHF 46 milhões (USD 47.5 milhões) é alocado ao programa de subsídios para energia solar residencial e comercial em telhados. Esse valor adicional eleva o orçamento de subsídios para CHF 376 milhões, financiado por uma taxa sobre consumidores de eletricidade para financiar o desenvolvimento de energia renovável. |
| União Européia | 2019 | Pacote de Energia Limpa | Os Decretos 2019/943 e 2019/944 propõem um forte apoio ao desenvolvimento do mercado nacional de armazenamento de energia e à remoção de barreiras financeiras que possam existir no seu desenvolvimento |
| Alemanha | 2019 | Lei Alemã de Energia Renovável | aumentando o limite dedutível de impostos para sistemas de armazenamento de energia doméstica de 10 kW para 30 kW |
| Polônia | 2019 | Programa AGROENERGIA | alocando um total de 200 milhões de zlotys para sistemas de energia fotovoltaica/eólica doméstica + sistemas de armazenamento de energia com capacidade de 10-50 kW |
| Suécia | 20016 | Programa de subsídio para armazenamento de energia doméstica | fornecer subsídios para sistemas de armazenamento de energia doméstica, cobrindo 60% dos custos de instalação, até um máximo de 5,400 |
Longo prazo: Com economias de escala e progresso tecnológico, os custos do sistema devem cair no longo prazo. De acordo com a Solar Power Europe, entre 2015 e 2019, o custo de pequenos sistemas fotovoltaicos caiu cerca de 18%, e o custo de sistemas residenciais de armazenamento de energia caiu quase 40%. Espera-se que até 2023, o custo de sistemas residenciais fotovoltaicos caia mais 10%, enquanto o custo de sistemas residenciais de armazenamento de energia cairá significativamente em 33%. No curto prazo, os custos do sistema flutuarão ligeiramente devido às flutuações na oferta e demanda, mas no longo prazo, a tendência de redução de custos tecnológicos é certa. Em 2021, o LCOE de um sistema fotovoltaico residencial com armazenamento de energia será de 10.1 centavos de euro/kWh, e o de um sistema fotovoltaico será de 14.7 centavos de euro/kWh. No mesmo ano, o preço da eletricidade doméstica alemã atingiu 31.9 centavos de euro/kWh, e o LCOE do sistema fotovoltaico com armazenamento foi cerca de 1/3 do preço da eletricidade. Portanto, instalar um sistema fotovoltaico com armazenamento é economicamente viável, e com o aumento do preço da eletricidade e a queda do custo, a viabilidade econômica futura será ainda mais melhorada.
3. Tendências de demanda na Europa, Estados Unidos e Austrália
De acordo com estatísticas da Wood Mackenzie, 409.5 MW/902.7 MWh de novo armazenamento de energia doméstica foram instalados nos Estados Unidos em 2021.
(1) em março de 2018, os Estados Unidos emitiram novas regras para créditos fiscais de sistemas de armazenamento de energia residencial em nível federal. Para sistemas de armazenamento de energia residencial, se um usuário instalar um sistema de armazenamento de energia de bateria um ano após a instalação de um sistema fotovoltaico, e a condição de que 100% da eletricidade armazenada venha da geração de energia fotovoltaica for atendida. Este sistema de armazenamento de energia também pode receber um crédito fiscal de 26%.
(2) No nível estadual, a Califórnia lançou o programa SGIP para subsidiar a geração de energia residencial. Em novembro de 2021, a Câmara dos Representantes aprovou o American Building Better Act, que estendeu o subsídio da política de ITC até 2033 e fornecerá um crédito de incentivo máximo de 30% ou 6% de crédito essencial até 2026, que será creditado até o final de 2031 e gradualmente reduzido em 2032 e 2033. Para projetos de armazenamento de energia residencial, o padrão de subsídio para sistemas de armazenamento de energia com capacidade menor ou igual a 10 kW é de US$ 0.5/Wh. Para sistemas de armazenamento de energia com capacidade maior que 10 kW, o padrão de subsídio é de US$ 0.5/Wh, e eles também não podem receber o crédito tributário de investimento (ITC). Se você quiser receber o ITC simultaneamente, o padrão de subsídio SGIP é reduzido para US$ 0.36/Wh.
| Tempo | Conteúdo da política |
| 2000-2004 | O governo da Califórnia destinou 138 milhões de dólares americanos para subsidiar a geração distribuída |
| 2009 | O objeto de compensação foi expandido de “geração distribuída” para “recursos de energia distribuída”, de modo que instalações independentes de armazenamento de energia também começaram a desfrutar de compensação. O SGIP foi estendido até 2015, e a Califórnia orçou US$ 83 milhões por ano para o SGIP de 2010 a 2011. |
| 2011 | A CPUC modificou os critérios de elegibilidade de incentivo do programa para dar suporte a tecnologias que alcancem reduções de emissão de GEE. Tecnologias elegíveis incluem armazenamento de energia, turbinas eólicas, turbinas de redução de pressão, células de combustível, coleta de calor residual e cogeração, motores de combustão interna, microturbinas e turbinas a gás. |
| 2014 | O SGIP foi prorrogado até 2020, com 75% do orçamento total de incentivos alocado às tecnologias de armazenamento de energia |
| 2018 | O SGIP foi prorrogado até 2024, com maior foco no armazenamento de energia, fornecendo US$ 800 milhões em suporte para armazenamento de energia e outras tecnologias de energia limpa |
| 2019 | Mais de US$ 500 milhões foram investidos em tecnologias, incluindo armazenamento de energia novamente |
Europa é o maior mercado de armazenamento de energia residencial do mundo. De acordo com as estatísticas da BNEF, em 2020, a Europa adicionou 1.2 GW/1.9 GWh de nova capacidade de armazenamento de energia, dos quais 639 MW/1179 MWh foram novos armazenamentos de energia residencial, um aumento anual de 90%, respondendo por 52% do novo mercado. Em 2020, a capacidade acumulada de armazenamento de energia residencial da Europa atingiu 1.6 GW, tornando-se o maior mercado do mundo. De acordo com as estatísticas da Solar Power Europe, o armazenamento de energia eletroquímica residencial europeu cresceu fortemente em 2020, com um total de cerca de 140,000 sistemas instalados. Entre eles, Alemanha, Itália, Reino Unido, Áustria e Suíça foram responsáveis por mais de 90% do crescimento do mercado residencial europeu, com a Alemanha sozinha respondendo por mais de dois terços do mercado.
Austrália é bem posicionado para desenvolver armazenamento residencial de energia, e ainda há muito espaço para crescimento no futuro. A Austrália é um país vasto com uma população esparsa, e a eletricidade é transmitida principalmente por longas distâncias. Portanto, fontes de energia distribuídas foram vigorosamente desenvolvidas, e tecnologias como microrredes e armazenamento de energia podem melhorar a confiabilidade do uso de eletricidade, ao mesmo tempo que reduzem as flutuações de carga da rede. Acelerar a promoção de sistemas de baterias residenciais na Austrália é cada vez mais essencial para a promoção contínua da energia solar e a descarbonização da rede, ao mesmo tempo que ajuda a melhorar a acessibilidade e a confiabilidade da energia a longo prazo. De acordo com as estatísticas da BNEF, em 2020, a Austrália adicionou 48 MW/134 MWh de novas instalações de armazenamento de energia doméstica. A Austrália tem boas condições para desenvolver armazenamento de energia doméstica, mas atualmente representa apenas 5% do mercado global, e há muito espaço para desenvolvimento no futuro.
Tendências futuras de armazenamento de energia na Austrália
- A Austrália tem o nível mais alto de recursos de luz do mundo, com mais de 80% do país tendo uma irradiância superior a 2000kW/m2/h. Com o custo exato do sistema, o custo da geração de energia fotovoltaica na Austrália é apenas metade do que na Alemanha.
- Apoio à política: O governo australiano emite Certificados de Tecnologia de Pequena Escala (STCs) para usuários que instalam sistemas fotovoltaicos domésticos por meio do Esquema de Energia Renovável de Pequena Escala (SRES). Usuários de alto consumo de energia também devem comprar certos STCs para cumprir suas obrigações sob o RET. Ao mesmo tempo, os governos estaduais da Austrália fornecem subsídios FiT para fotovoltaicos domésticos.
- Altas taxas de propriedade residencial e de moradias unifamiliares. O pré-requisito para instalar um sistema fotovoltaico residencial é um telhado independente, então apartamentos em áreas residenciais concentradas geralmente não têm condições de instalar um sistema fotovoltaico residencial. De acordo com dados do censo de agências estatísticas em várias regiões, a proporção de domicílios que vivem em casas isoladas/geminadas no número total de domicílios na UE/EUA/Japão/Austrália excede 50%. A estrutura habitacional dominada por casas isoladas é a premissa para o desenvolvimento em larga escala de sistemas fotovoltaicos residenciais nessas regiões.
- Os preços da eletricidade na Austrália estão subindo. A julgar pelos preços de atacado da eletricidade, com a entrada em larga escala da energia solar no mercado de eletricidade, os preços da eletricidade durante o dia, quando a energia solar é gerada, diminuirão, enquanto os preços da eletricidade atingirão o pico à noite. Há uma necessidade urgente de armazenamento de energia para ajudar a mudar o consumo de eletricidade.
4. Estima-se que a capacidade global de armazenamento de energia doméstica aumentará em 58.26 GWh em 2025
A capacidade instalada de PV distribuída é calculada com base no número de domicílios, e o número de sistemas de armazenamento de energia domiciliar instalados é obtido considerando a taxa de penetração do armazenamento de energia domiciliar. Supondo que a capacidade média instalada por domicílio possa ser obtida, a capacidade instalada de armazenamento de energia domiciliar global e de mercado pode ser obtida. Estimamos que, assumindo uma taxa de penetração de armazenamento de energia de 15% no novo mercado de PV e 2% no mercado de ações em 2025, a capacidade global de armazenamento de energia domiciliar atingirá 25.45 GW/58.26 GWh, e a taxa de crescimento anual composta da capacidade instalada de 2021 a 2025 será de 58%.
Cálculo da capacidade instalada de armazenamento de energia doméstica
| 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025 | |
| Capacidade instalada acumulada de energia fotovoltaica doméstica/GW | 103 | 146 | 220 | 310 | 414 | 535 |
| Nova capacidade instalada de energia fotovoltaica residencial/GW | 28 | 44 | 74 | 90 | 104 | 121 |
| Taxa de penetração da capacidade existente (%) | 0.4% | 1.0% | 1.2% | 1.5% | 1.8% | 2.0% |
| Taxa de penetração de nova capacidade (%) | 0.4% | 7.0% | 9.0% | 12.0% | 14.0% | 15.0% |
| Distribuição e duração do armazenamento (h) | 2.2 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 | 2.3 |
| Nova capacidade instalada (GWh) | 2.8 | 9.27 | 18.99 | 31.7 | 44.89 | 58.26 |
| Capacidade existente - capacidade instalada de armazenamento de energia (GWh) | 0.28 | 2.88 | 3.82 | 7.02 | 11.55 | 16.7 |
| Nova capacidade instalada de armazenamento de energia (GWh) | 2.25 | 6.99 | 15.17 | 24.68 | 33.34 | 41.56 |
| Nova potência (GW) | 1.25 | 4.05 | 8.29 | 13.85 | 19.61 | 25.45 |
Barreiras da indústria: barreiras de produto e canal
1. Canal
O mercado de armazenamento de energia residencial concentra-se principalmente em países e regiões com alta penetração de PV residencial e altos preços de eletricidade residencial, como os Estados Unidos e a Europa. Os produtos de armazenamento de energia residencial são geralmente usados em conjunto com sistemas PV e têm certos atributos de aparelhos de consumo. Com um layout de canal razoável, os clientes downstream podem ser alcançados rapidamente.
Existem dois tipos principais de canais no mercado dos EUA:
uma é mirar o mercado de ações por meio de canais de distribuição. Os produtos são vendidos para PV instaladores por meio de distribuidores, que os vendem para residências que já instalaram sistemas fotovoltaicos residenciais.
O outro tipo de canal é atingir o novo mercado por meio de companhias de construção. As empresas de construção comprarão produtos a granel ao construir novas casas.
Distribuidores nos principais mercados de armazenamento de energia residencial (parcial)
| Região | Distribuidor | Marca a montante |
| Australia | SOLAR AMPLO DA AUSTRÁLIA | Tesla, Solar Edge, LG, Victron, SMA, BYD, sonnen, Jinko, Huawei, Longi, Sunshine, Q-cell |
| Alfa-ess | Goodwe, Energia EVE | |
| Potência EVO | LG, Tecnologia Amperex Contemporânea | |
| EKOenergy | Tesla, Alfa esse | |
| energia zen | Tesla | |
| Tesla AGL | Tesla, Luz do Sol | |
| armazém de parada única | Solar Edge, Goodwe, Huawei, Sunshine, BYD, Alphaess, LG, Q Cell | |
| ACSolarwarehous | LG, Sunshine, enphase, sonnen, Solar Edge | |
| Europa | Elevar a energia solar | Tesla, LG |
| ricochete | Alpha ESS, FOX ESS, Tesla, PIONEER, Solax | |
| energiaSRL | PIONEER solax solis | |
| IBC SOLAR SAU | luz do sol, LG, BMZ, BYD, ENPHASE | |
| Krannich | BYD, sol, GOODWE, PIONEER, ENPHASE, LG, SOLAX, HUAWEI | |
| MEMEDO | BMZ, LG, Tesla, SOLAREDGE, BYD, GOODWE, sol | |
| Estados Unidos | Sol americano | luz do sol |
| Krannich | solax, BYD, ENPHASE, LG, SMA, solaredge |
2. Produtos
Os produtos de armazenamento de energia doméstica vêm em vários tipos e têm uma ampla gama de capacidades. Os produtos de armazenamento de energia doméstica podem ser divididos em várias categorias com base em sua capacidade, nível de voltagem, método de acoplamento, etc.: sistemas de bateria pequena, sistemas de bateria modular de baixa voltagem, sistemas de bateria modular de alta voltagem, sistemas de bateria acoplada CA, sistemas de bateria off-grid, sistemas de bateria solar tudo-em-um. A capacidade desses produtos varia de 5 a 500 kWh, e os usuários podem escolher o produto certo de acordo com suas necessidades de energia doméstica.
Produto | Marca e Modelo | Tipo de produto | Capacidade | Custo por kWh |
|---|---|---|---|---|
 | Sungrow SBP4K8 | Sistema de bateria pequena de 5kwh | 4.8 Kwh | $830 |
 | BYD LVS & LVL | Sistema de bateria LV | 4-256 kWh | $750 |
 | Huawei Luna2000 | Sistema de bateria HV | 5-30 kWh | $760 |
 | Tesla Powerwall | Sistema de bateria CA | 13.5 Kwh | $815 |
 | Keheng | ESS tudo-em-um | 5 Kwh | $400 |
Baterias e PCS são os que mais se beneficiam
Baterias e PCS são os dois principais componentes dos sistemas de armazenamento de energia residencial e são a parte mais benéfica do mercado de armazenamento de energia residencial. De acordo com nossos cálculos, em 2025, a capacidade recém-instalada de armazenamento de energia residencial será de 25.45 GW/58.26 GWh, correspondendo a remessas de baterias de 58.26 GWh e remessas de PCS de 25.45 GW. Supondo que o preço das baterias em 2021 seja de US$ 0/wh e o preço do PCS seja de US$ 2/w, com uma redução anual de 0.12% (o preço das baterias aumentou devido ao aumento nos preços de matéria-prima upstream neste ano). Pode-se calcular que, até 5, o espaço de mercado incremental para baterias será de US$ 2025 bilhões e o espaço de mercado incremental para PCS será de US$ 10 bilhões.
| 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025 | |
| Nova capacidade instalada domiciliar (GWh) | 2.8 | 9.27 | 18.99 | 31.7 | 44.89 | 58.26 |
| Nova potência doméstica (GW) | 1.25 | 4.05 | 8.29 | 13.85 | 19.61 | 25.45 |
| Preço unitário da bateria (USD/wh) | 0.22 | 0.2 | 0.22 | 0.21 | 0.2 | 0.19 |
| Espaço de mercado de baterias (US$ 100 milhões) | 6.5 | 18 | 41 | 67 | 90 | 112 |
| Preço unitário do conversor (USD/s) | 0.14 | 0.13 | 0.13 | 0.12 | 0.12 | 0.11 |
| Espaço de mercado do conversor (US$ 100 milhões) | 1.9 | 5.6 | 11 | 18 | 24 | 30 |
2 pensamentos sobre “Relatório de análise da indústria de armazenamento de energia residencial”
O blog foi como posso dizer ... relevante, enfim algo que me ajudou. Obrigado
Eu simplesmente queria dizer obrigado mais uma vez. Não tenho certeza das coisas que eu teria feito acontecer na ausência dessas ideias reveladas por você relacionadas a esse campo. Completamente foi uma dificuldade muito assustadora na minha opinião, no entanto, entender uma nova maneira profissional com a qual você lidou me fez chorar de alegria. Estou mais feliz pelo conselho e também, confio que você perceba o ótimo trabalho que está fazendo ao instruir outras pessoas por meio do uso do seu webblog. Provavelmente você nunca nos conheceu.