แบตเตอรี่พลังงานทดแทนสามารถลดต้นทุนได้หรือไม่?

นี่คือสิ่งที่ไม่มีใครบอกคุณเกี่ยวกับแบตเตอรี่พลังงานหมุนเวียน: ในขณะที่ทุกคนถกเถียงกันว่าแบตเตอรี่ "คุ้มค่า" หรือไม่ แต่เท็กซัสก็ประหยัดเงินผู้บริโภคได้ถึง 750 ล้านดอลลาร์ในฤดูร้อนเพียงครั้งเดียวโดยใช้ที่เก็บแบตเตอรี่ คำถามไม่ใช่ว่าแบตเตอรี่จะลดต้นทุนอีกต่อไปหรือไม่-แต่อยู่ที่ว่าแบตเตอรี่กำลังปรับเปลี่ยนรูปแบบการประหยัดพลังงานในทุกระดับอย่างมากเพียงใด

การเปลี่ยนแปลงกำลังเกิดขึ้นเร็วกว่าที่คนส่วนใหญ่ตระหนัก ต้นทุนแบตเตอรี่ลดลง 93% ตั้งแต่ปี 2010 และนั่นเป็นเพียงจุดเริ่มต้น สิ่งที่ทำให้สิ่งนี้น่าสนใจเป็นพิเศษคือการลดต้นทุนเกิดขึ้นในสามระยะที่แตกต่างกัน โดยแต่ละระยะจะปลดล็อกการออมประเภทต่างๆ การทำความเข้าใจขั้นตอนเหล่านี้-สิ่งที่ฉันเรียกว่าขอบเขตขอบเขตทั้งสามของผลกระทบด้านต้นทุนแบตเตอรี่-เผยให้เห็นว่าเหตุใดแบตเตอรี่จึงเปลี่ยนจากการทดลองราคาแพงไปสู่ความจำเป็นทางเศรษฐกิจ

ขอบเขตทั้งสามของผลกระทบด้านต้นทุนแบตเตอรี่

การวิเคราะห์ส่วนใหญ่ถือว่าต้นทุนแบตเตอรี่เป็นตัวเลขเดียวที่มีแนวโน้มลดลง ที่คิดถึงเรื่องราว การลดต้นทุนดำเนินการในขอบเขตเวลาที่แตกต่างกันสามช่วง โดยแต่ละช่วงสร้างมูลค่าด้วยวิธีที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน

ขอบฟ้า 1จัดการกับฮาร์ดแวร์เอง-ราคาที่ลดลงของเซลล์ลิเธียม-ไอออนและความสมดุล-ของ-ส่วนประกอบของระบบ นี่คือสิ่งที่ได้รับหัวข้อข่าวและถูกต้องเช่นกัน แต่ก็เป็นส่วนที่ตรงไปตรงมาที่สุดเช่นกัน

ขอบฟ้า 2บันทึกการเปลี่ยนแปลงในการดำเนินงาน-วิธีที่แบตเตอรี่เปลี่ยนแปลงความประหยัดของการใช้โครงข่ายไฟฟ้าแบบนาทีต่อนาที ชั่วโมงต่อชั่วโมง สิ่งนี้จะช่วยประหยัดเงินซึ่งทบต้นตลอดระยะเวลาหลายปีของการดำเนินงาน

ขอบฟ้า 3แสดงถึง-การปรับโครงสร้างระดับ-ของระบบที่หลีกเลี่ยงต้นทุนจากโครงสร้างพื้นฐานที่คุณไม่ต้องสร้าง และการป้องกันจากการเปลี่ยนแปลงของราคาที่คุณไม่ต้องแบกรับ ประโยชน์เหล่านี้ประเมินได้ยากแต่อาจมีคุณค่ามากที่สุด

แต่ละขอบเขตดำเนินการในช่วงเวลาที่แตกต่างกันและสร้างมูลค่าผ่านกลไกที่แตกต่างกัน ที่สำคัญกว่านั้นคือซ้อนกัน-คุณไม่จำเป็นต้องเลือกอย่างใดอย่างหนึ่ง

Horizon 1: การปฏิวัติฮาร์ดแวร์ (2010-2025)

การล่มสลาย 93%

เมื่อพูดถึงเศรษฐศาสตร์แบตเตอรี่ ให้เริ่มด้วยตัวเลขที่ยังสร้างความประหลาดใจให้กับผู้ที่ไม่ได้ติดตามอย่างใกล้ชิด: ต้นทุนการจัดเก็บแบตเตอรี่ที่ติดตั้งลดลงจาก 2,571 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงในปี 2010 เหลือ 192 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงภายในปี 2024 นั่นไม่ใช่การพิมพ์ผิด ลดลง 93% ใน 14 ปี

สำหรับบริบท แผงโซลาร์เซลล์ใช้เวลาประมาณ 40 ปีในการลดต้นทุนที่ใกล้เคียงกัน แบตเตอรี่บีบอัดวิถีดังกล่าวให้เหลือหนึ่งทศวรรษครึ่ง

อะไรทำให้เกิดการล่มสลายครั้งนี้? พลังสามประการที่เชื่อมโยงถึงกัน แต่ละพลังขยายพลังซึ่งกันและกัน:

ขนาดการผลิตระเบิดเนื่องจากยานยนต์ไฟฟ้าสร้างความต้องการอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน เมื่อ CATL ซึ่งเป็นผู้ผลิตแบตเตอรี่รายใหญ่ที่สุดของโลกรายงานว่าราคาลดลง 50% ในปีเดียว นั่นไม่ใช่การปรับปรุงแบบค่อยเป็นค่อยไป-นั่นคืออุตสาหกรรมที่อยู่ระหว่างการปรับโครงสร้างขั้นพื้นฐาน สายการผลิตเดียวกันที่ให้บริการผู้ผลิต EV ในปัจจุบันจัดหาโครงการจัดเก็บข้อมูลขนาดกริด- โดยกระจายต้นทุนคงที่ไปยังผลผลิตหลายพันล้านดอลลาร์

วิวัฒนาการทางเคมีเปลี่ยนตลาดจากแบตเตอรี่นิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ราคาแพงไปเป็นทางเลือกทดแทนลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ส่วนแบ่งการตลาดของ LFP เพิ่มขึ้นจาก 48% ในปี 2021 เป็น 85% ภายในปี 2024 นี่ไม่ใช่แค่การใช้วัสดุที่ถูกกว่า-แบตเตอรี่ LFP มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าและทนทานต่อรอบการชาร์จที่มากขึ้น ซึ่งช่วยลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของให้ดียิ่งขึ้นไปอีก

การสุกงอมของห่วงโซ่อุปทานทำให้ราคาลิเธียมลดลงจากจุดสูงสุดในปี 2565 หลังจากการเพิ่มขึ้น 270% โดยได้แรงหนุนจากความกลัวความต้องการ EV และ "พฤติกรรมการซื้อที่ไม่ลงตัว" ราคาลิเธียมคาร์บอเนตกลับเป็นปกติเมื่อมีกำลังการผลิตเหมืองใหม่ออนไลน์ ความตื่นตระหนกด้านอุปทานที่ผลักดันให้ต้นทุนแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นในปี 2565 กลับพลิกกลับอย่างน่าทึ่งภายในปี 2567

ราคามุ่งหน้าไปที่ใด

ขณะนี้เซลล์แบตเตอรี่มีราคาอยู่ระหว่าง 85 ถึง 100 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงในตลาดที่มีปริมาณสูง- โดยผู้ผลิตในจีนมีราคาแตะ 94 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงในช่วงปลายปี 2024 การคาดการณ์หลายครั้งว่าลิเธียม-ไอออนจะมาบรรจบกันที่ 100 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงภายในปี 2568-2569 ซึ่งเป็นเกณฑ์ที่ถือว่ายาวนานซึ่งถือเป็นจุดเปลี่ยนสำหรับมวล การรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม

แต่นี่คือสิ่งที่ทำให้ Horizon 1 น่าสนใจเป็นพิเศษในการลดต้นทุน: เรายังไม่เสร็จสิ้น สถานการณ์ระดับปานกลางของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติคาดว่าจะลดลงอีก 47% ภายในปี 2573 โดยต้นทุนแบตเตอรี่อาจลดลงเหลือเพียง 100 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงสำหรับระบบที่ติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ แม้แต่การคาดการณ์แบบอนุรักษ์นิยมก็ยังลดลงอย่างต่อเนื่องจนถึงปี 2593

สิ่งนี้สร้างความท้าทายในการวางแผนที่ไม่เหมือนใคร: แบตเตอรี่ที่คุณติดตั้งในวันนี้จะแข่งขันกับแบตเตอรี่ที่มีราคาถูกลงอย่างมากในวันพรุ่งนี้ แต่การรอคอยหมายถึงการสละเวลาหลายปีของการประหยัดในการปฏิบัติงานจาก Horizon 2

ข้อได้เปรียบด้านสถานที่ตั้งร่วม-

วิธีหนึ่งในการลดต้นทุนได้ทันที: จับคู่แบตเตอรี่กับพลังงานแสงอาทิตย์ตั้งแต่เริ่มต้น -การระบุตำแหน่งพื้นที่จัดเก็บด้วยระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าหน่วยที่ตั้งแยกกัน 7% ตามการประมาณการของ National Renewable Energy Laboratory โครงสร้างพื้นฐานที่ใช้ร่วมกัน-อินเวอร์เตอร์ การเชื่อมต่อกริด กระบวนการที่อนุญาต- กระจายต้นทุนคงที่ไปทั่วทั้งการติดตั้งทั้งสอง

โครงการ Gemini Solar Plus Storage ในเนวาดาสาธิตสิ่งนี้ในขนาด: พลังงานแสงอาทิตย์ 690 เมกะวัตต์จับคู่กับแบตเตอรี่สำรอง 380 เมกะวัตต์ ซึ่งให้พลังงานภายใต้ข้อตกลง 25- ปี เมื่อดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบ ก็กลายเป็นโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา โดยมีต้นทุนต่อหน่วยต่ำกว่าต้นทุนของส่วนประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งมาก

Horizon 2: การเปลี่ยนแปลงการดำเนินงาน (2563-2573)

ฮาร์ดแวร์ที่มีราคาถูกลงถือเป็นข่าวดี แบตเตอรี่ที่เปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานของกริดโดยพื้นฐานจะสร้างมูลค่าอย่างต่อเนื่องที่สะสมทุกปี

เศรษฐศาสตร์การโกนสูงสุด

ประโยชน์การดำเนินงานที่ชัดเจนที่สุด: หลีกเลี่ยงไฟฟ้าราคาแพงเมื่อมีความต้องการพุ่งสูงขึ้น ตามปกติแล้วระบบสาธารณูปโภคจะยิงกังหันก๊าซธรรมชาติให้กับ "โรงงานที่มียอดแหลม"- ซึ่งไม่ได้ใช้งานเกือบตลอดทั้งปี โดยจะทำงานเฉพาะช่วงไม่กี่ชั่วโมงเมื่อมีความต้องการเพิ่มขึ้นเท่านั้น โรงงานเหล่านี้มีราคาแพงในการบำรุงรักษาและมีค่าใช้จ่ายสูงในการดำเนินงาน

แบตเตอรี่สามารถทดแทนพืชที่มียอดสูงสุดได้เป็นระยะเวลาสูงสุดสี่ชั่วโมง ซึ่งครอบคลุมความต้องการส่วนใหญ่ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เศรษฐศาสตร์นิยมใช้แบตเตอรี่อย่างเด็ดขาดสำหรับการใช้งานนี้ โดยมีต้นทุนที่แข่งขันได้อยู่แล้ว และคาดว่าจะดีขึ้นอีก 45% ภายในปี 2573 ตามการคาดการณ์ของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ

สำหรับผู้ใช้ที่อยู่อาศัย คณิตศาสตร์จะง่ายกว่าแต่ก็น่าสนใจไม่แพ้กัน ในพื้นที่ที่มีการกำหนดราคาเวลา-ของ-การใช้งาน แบตเตอรี่สามารถเปลี่ยนการใช้งานรายวันได้ 40% จากชั่วโมงเร่งด่วนที่มีราคาแพงไปเป็นส่วนลด-จากอัตราสูงสุด ด้วยความแตกต่างของราคาโดยทั่วไปที่ 0.15 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงระหว่างช่วงพีคและช่วงปิด-ช่วงพีค ครัวเรือนที่บริโภค 30 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อวันสามารถประหยัดเงินได้ประมาณ $730 ต่อปีจากการเก็งกำไร-การซื้อต่ำโดยใช้ราคาสูง

การศึกษาของ NREL ฉบับหนึ่งพบว่าการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์-บวก-ช่วยลดต้นทุนสาธารณูปโภคสำหรับอาคารพาณิชย์ในมากกว่าครึ่งหนึ่งของเมือง 17 แห่งที่ตรวจสอบ โดยประหยัดได้ถึง 24% ในบางตลาด ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ: สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่ผลประโยชน์-ที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว พวกเขาสะสมเดือนแล้วเดือนเล่าปีแล้วปีเล่า

ค่าการรักษาเสถียรภาพของกริด

นอกเหนือจากการเก็งกำไรแบบง่ายๆ แล้ว แบตเตอรี่ยังให้บริการในรุ่นดั้งเดิมที่ไม่สามารถเทียบเคียงได้ในราคาใดๆ เวลาตอบสนองมีความสำคัญในการจัดการโครงข่ายไฟฟ้า และแบตเตอรี่ตอบสนองในหน่วยมิลลิวินาที ในขณะที่โรงงานทั่วไปต้องใช้เวลาไม่กี่นาที

สิ่งนี้สร้างแหล่งรายได้ที่หลากหลาย:

การควบคุมความถี่คงการหมุนเวียนของกระแสไฟฟ้าไว้ที่ 60 เฮิรตซ์อย่างแน่นอน เมื่อโรงงานขนาดใหญ่ต้องการพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน ความถี่จะลดลง แบตเตอรี่สามารถจ่ายพลังงานได้ทันที ทำให้ระบบมีความเสถียรก่อนที่โรงงานทั่วไปจะสังเกตเห็นปัญหา ผู้ให้บริการโครงข่ายจ่ายเบี้ยประกันภัยจำนวนมากสำหรับบริการนี้

รองรับแรงดันไฟฟ้ารักษาแรงดันไฟฟ้าสม่ำเสมอตลอดสายส่ง เมื่ออัตราการจ่ายพลังงานทดแทนเพิ่มขึ้น ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าก็กลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้น แบตเตอรี่ทำให้การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ราบรื่นขึ้น ป้องกันไม่ให้ไฟดับซึ่งสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์และทำให้ผู้บริโภคหงุดหงิด

ความสามารถในการสตาร์ทสีดำอนุญาตให้บางส่วนของกริดรีสตาร์ทหลังจากไฟฟ้าดับโดยไม่มีแหล่งพลังงานภายนอก ในช่วงไฟฟ้าดับที่เท็กซัสในปี 2021 การติดตั้งแบตเตอรี่ทำให้วงจรวิกฤติยังคงทำงานได้ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถที่คนรุ่นดั้งเดิมยังขาด

แต่ละบริการสร้างรายได้ เมื่อรวมเข้าด้วยกันแล้วแบตเตอรี่จะกลายเป็นสินทรัพย์ที่ทำกำไรได้มากกว่าศูนย์ต้นทุน ข้อมูลในปี 2024 ของผู้ดำเนินการระบบอิสระแห่งแคลิฟอร์เนียแสดงให้เห็นว่า-แบตเตอรี่ที่อยู่ร่วมนั้นให้พลังงานมากกว่าและได้กำไรจากการเก็งกำไรด้านพลังงานมากกว่าแบตเตอรี่แบบสแตนด์อโลน โดยมีผลตอบแทนโดยเฉลี่ยต่อความจุต่อเมกะวัตต์ที่สูงกว่า

ข้อมูลประสิทธิภาพระดับโลก-จริง

ผลประโยชน์เชิงนามธรรมมีความสำคัญน้อยกว่าผลลัพธ์ที่บันทึกไว้ เท็กซัสเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุด: การติดตั้งระบบกักเก็บพลังงานช่วยให้ผู้บริโภคประหยัดเงินได้ 750 ล้านดอลลาร์ในช่วงฤดูร้อนปี 2024 เพียงช่วงฤดูร้อนปี 2024 เพียงอย่างเดียว นั่นไม่ใช่การประหยัดที่คาดการณ์ไว้-นั่นคือเงินจริงที่อยู่ในกระเป๋าของผู้เสียภาษี

ยังไง? โดยการลดความจำเป็นในการเปิดใช้งานต้นพีคเกอร์ที่มีราคาแพงในช่วงที่มีความต้องการเพิ่มขึ้นในช่วงบ่าย แทนที่จะเผาก๊าซธรรมชาติในราคาระดับพรีเมียม ผู้ปฏิบัติงานโครงข่ายดึงพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้จากแบตเตอรี่ที่ชาร์จระหว่างการผลิตมากเกินไปในช่วงเที่ยงวัน ส่วนต่างของราคา-ระหว่างปริมาณแสงอาทิตย์ที่ล้นเหลือในช่วงเที่ยงวันและความต้องการสูงสุดในช่วงบ่าย- ช่วยให้ประหยัดได้ทันทีสำหรับทุกกิโลวัตต์-ชั่วโมงกะ

ขนาดมีความสำคัญที่นี่ เท็กซัสเพิ่มความจุแบตเตอรี่เพียง 8 กิกะวัตต์ภายในปี 2567 แคลิฟอร์เนียติดตั้ง 12.5 กิกะวัตต์ เมื่อรวมกันแล้ว ทั้งสองรัฐนี้คิดเป็น 82% ของการเพิ่มแบตเตอรี่ใหม่ของสหรัฐฯ และการใช้งานมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการประหยัดของผู้บริโภค

รูปแบบถือเป็นระดับที่เล็กกว่า เกาะคาไวของฮาวายได้รับไฟฟ้า 60% จากพลังงานหมุนเวียน โดยได้รับการสนับสนุนจาก-แบตเตอรี่ขนาดสาธารณูปโภคที่จ่ายพลังงานได้ครึ่งหนึ่งของเกาะในบางสถานการณ์ ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ: หลีกเลี่ยงการนำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งก่อนหน้านี้ทำให้เกาะมีราคา 4.50 ดอลลาร์ต่อแกลลอน ซึ่งสูงกว่าราคาบนแผ่นดินใหญ่มาก

Horizon 3: การเปลี่ยนแปลงระบบ (พ.ศ. 2568-2593)

ขอบเขตที่สามเกี่ยวข้องกับต้นทุนที่คุณไม่เคยได้รับ-โครงสร้างพื้นฐานที่คุณไม่เคยสร้าง เชื้อเพลิงที่คุณไม่เคยเผาไหม้ ความผันผวนที่คุณไม่เคยรับ

หลีกเลี่ยงต้นทุนโครงสร้างพื้นฐาน

การสร้างโรงไฟฟ้าใหม่มีราคาแพง การสร้างสายส่งเพื่อเชื่อมต่อมีราคาแพง การอนุญาตทั้งสองอย่างต้องใช้เวลาหลายปีและหลายพันล้านดอลลาร์ แบตเตอรี่ที่ใช้งานที่ศูนย์โหลด-ใกล้เมือง โรงงานอุตสาหกรรม ศูนย์ข้อมูล-สามารถเลื่อนออกไปหรือขจัดการลงทุนเหล่านี้โดยสิ้นเชิง

สหราชอาณาจักรประมาณการว่าระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ที่รองรับการรวมพลังงานหมุนเวียนสามารถประหยัดเงินระบบได้มากถึง 48 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2593 ซึ่งท้ายที่สุดจะช่วยลดค่าพลังงานของผู้บริโภคได้ในที่สุด ตัวเลขดังกล่าวแสดงถึงการใช้จ่ายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในโรงไฟฟ้า การอัพเกรดระบบส่งกำลัง และการเสริมกำลังระบบซึ่งจะไม่จำเป็นเมื่อมีพื้นที่จัดเก็บเพียงพอ

พิจารณาทางเลือกอื่น: การตอบสนองความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นโดยไม่มีการจัดเก็บนั้นจำเป็นต้องมีการสร้างพลังงานหมุนเวียนขนาดใหญ่เกินไป (สร้างได้มากกว่าที่จำเป็นในสภาวะที่ดีเพื่อให้ครอบคลุมสภาวะที่ไม่ดี) หรือการบำรุงรักษาเชื้อเพลิงฟอสซิลสำรองอย่างกว้างขวาง ตัวเลือกทั้งสองมีค่าใช้จ่ายมากกว่าการสร้างความจุของแบตเตอรี่ให้เพียงพอ

การคาดการณ์ของรัฐแคลิฟอร์เนียแสดงให้เห็นถึงขนาดที่ว่า การบรรลุเป้าหมายของรัฐในการสร้างไฟฟ้าสะอาด 100% ภายในปี 2588 ต้องใช้พื้นที่จัดเก็บไฟฟ้าเกือบ 58 กิกะวัตต์ แต่การพยายามบรรลุเป้าหมายเดียวกันโดยไม่มีพื้นที่จัดเก็บจะต้องใช้ความสามารถในการผลิตพลังงานหมุนเวียนเพิ่มมากขึ้นอย่างมหาศาล-บวกกับสายส่งทั้งหมดเพื่อเคลื่อนย้ายพลังงานนั้นไปรอบๆ ต้นทุนระบบพร้อมพื้นที่จัดเก็บต่ำกว่าแบบทวีคูณเมื่อไม่มีพื้นที่จัดเก็บ

การคุ้มครองราคาน้ำมันเชื้อเพลิง

พลังงานทดแทนที่จับคู่กับการจัดเก็บจะช่วยป้องกันความผันผวนของราคาเชื้อเพลิงฟอสซิล ราคาก๊าซธรรมชาติเพิ่มขึ้นสองเท่าในปี 2564-2565 ส่งผลให้ค่าไฟฟ้าสูงขึ้นในตลาดต่างๆ ที่ขึ้นอยู่กับการผลิตก๊าซ การติดตั้งแบตเตอรี่ที่ชาร์จด้วยพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมช่วยหลีกเลี่ยงไม่ให้ราคาพุ่งสูงขึ้นโดยสิ้นเชิง

การป้องกันนี้จะเกิดขึ้นตามกาลเวลา การติดตั้งที่เก็บพลังงานแสงอาทิตย์-บวก-ที่ดำเนินการอยู่ในปัจจุบันจะจ่ายไฟฟ้าในราคาที่ทราบเป็นเวลา 25-30 ปี การผลิตฟอสซิลที่แข่งขันกันจะต้องพบกับการเปลี่ยนแปลงของราคาเชื้อเพลิงที่เกิดขึ้นในช่วงเวลานั้น ซึ่งอาจมีการเคลื่อนไหวของราคาที่สำคัญหลายสิบครั้ง

มูลค่าของความเชื่อมั่นด้านราคาจะเพิ่มขึ้นตามความผันผวนของตลาด ในช่วงวิกฤตพลังงานปี 2022 ระบบสาธารณูปโภคที่มีความจุหมุนเวียน-บวก-จำนวนมากสามารถรักษาราคาขายปลีกให้คงที่มากกว่าราคาขายปลีกที่ต้องใช้ก๊าซธรรมชาติ ผู้บริโภคสังเกตเห็น ความแตกต่างด้านต้นทุน-ระหว่างราคาพลังงานทดแทนที่มั่นคงกับราคาฟอสซิลที่มีความผันผวน-อาจเกินต้นทุนทุนทั้งหมดของระบบจัดเก็บข้อมูลตลอดอายุการใช้งาน

เร่งการใช้งานพลังงานทดแทน

ต่อไปนี้เป็นข้อเสนอแนะที่ควรทำความเข้าใจ: แบตเตอรี่ทำให้พลังงานหมุนเวียนมีคุณค่ามากขึ้น ซึ่งส่งเสริมการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้มากขึ้น ซึ่งช่วยลดต้นทุนแบตเตอรี่ลงอีกตามระดับการผลิต

ปัจจุบันนักพัฒนาพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์รวมพื้นที่จัดเก็บแบตเตอรี่ไว้ในข้อเสนอโครงการเป็นประจำ เนื่องจากจะทำให้โครงการทั้งหมดมีความน่าสนใจในเชิงเศรษฐกิจมากขึ้น อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเปลี่ยนการผลิตที่ไม่ต่อเนื่องให้เป็นพลังงานไฟฟ้าที่สามารถจ่ายได้- ซึ่งสามารถจ่ายได้เมื่อจำเป็น ผู้ประกอบการโครงข่ายจ่ายราคาระดับพรีเมียมสำหรับความสามารถในการจัดส่ง

สิ่งนี้ทำให้เกิดวงจรคุณธรรม การใช้งานแบตเตอรี่ที่มากขึ้นช่วยผลักดันการปรับปรุงขนาดการผลิต ซึ่งช่วยลดต้นทุนได้มากขึ้น ต้นทุนที่ลดลงช่วยให้ใช้งานได้มากขึ้น ตลาดเติบโตแบบทวีคูณ-การติดตั้งแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น 33% ในปี 2024 จากปี 2023 โดยมีการคาดการณ์ว่าอัตราการเติบโตจะใกล้เคียงกันจนถึงปี 2030

สำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศคาดว่าการจัดเก็บแบตเตอรี่ในการใช้งานแบบอยู่กับที่จะเพิ่มขึ้นจาก 2 กิกะวัตต์ทั่วโลกในปี 2560 เป็นประมาณ 175 กิกะวัตต์ภายในปี 2573 ซึ่งเพิ่มขึ้น 87 เท่าในรอบ 13 ปี เทียบได้กับการจัดเก็บพลังงานน้ำแบบสูบที่ใช้เวลาหลายทศวรรษกว่าจะถึง 235 กิกะวัตต์

ขีดจำกัดและความท้าทาย

ความซื่อสัตย์ต้องยอมรับว่าแบตเตอรี่ไม่สามารถลดต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ-อย่างน้อยก็ในตอนนี้

ปัญหาการจัดเก็บตามฤดูกาล

แบตเตอรี่มีความเป็นเลิศในการจัดเก็บรายชั่วโมงและรายวัน พวกเขาต่อสู้กับความไม่ตรงกันตามฤดูกาล ในแคลิฟอร์เนียและสภาพอากาศที่คล้ายคลึงกัน การสร้างพลังงานแสงอาทิตย์จะถึงจุดสูงสุดในฤดูร้อน แต่ความต้องการจะเกิดจุดสูงสุดในช่วงที่เครื่องทำความร้อนในฤดูหนาว ยุโรปเหนือเผชิญกับปัญหาที่ตรงกันข้าม: ดวงอาทิตย์ในฤดูร้อนที่อุดมสมบูรณ์แต่ความต้องการในฤดูหนาวที่สำคัญ

การจัดเก็บไฟฟ้าตั้งแต่เดือนกรกฎาคมเพื่อใช้ในเดือนมกราคมต้องใช้กำลังการผลิตมหาศาลและยอมรับการสูญเสียประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน-ในปัจจุบันไม่สามารถใช้งานได้ในเชิงเศรษฐกิจสำหรับแอปพลิเคชันนี้ โดยทั่วไประบบกริด-จะกักเก็บไฟฟ้าได้ 2-4 ชั่วโมง ซึ่งบางครั้งอาจนานถึง 8-10 ชั่วโมง การจัดเก็บหลายเดือนจะต้องใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน เช่น ไฮโดรเจน การจัดเก็บความร้อน หรือโซลูชันที่เกิดขึ้นใหม่อื่นๆ

นักวิจัยของ MIT คำนวณว่าการตอบสนองความต้องการไฟฟ้า 80% ของสหรัฐอเมริกาด้วยพลังงานลมและแสงอาทิตย์จะต้องใช้ระบบส่งไฟฟ้าความเร็วสูงทั่วประเทศ-ซึ่งสร้างสมดุลในการผลิตเป็นระยะทางหลายร้อยไมล์ หรือพื้นที่จัดเก็บ 12 ชั่วโมงสำหรับทั้งระบบ ในราคาปัจจุบัน ระบบจัดเก็บข้อมูลนั้นจะมีราคามากกว่า 2.5 ล้านล้านดอลลาร์

การดำเนินการนี้ไม่ได้ทำให้การจัดเก็บแบตเตอรี่เป็นโมฆะ-แต่เพียงกำหนดกรณีการใช้งานที่เหมาะสมที่สุด แบตเตอรี่ลดต้นทุนได้อย่างมากสำหรับการเปลี่ยนโหลดในแต่ละวันและการจัดการกริด เทคโนโลยีอื่นๆ จำเป็นต้องจัดการกับการจัดเก็บตามฤดูกาล

ข้อจำกัดด้านวัตถุดิบ

ต้นทุนแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับราคาสินค้าโภคภัณฑ์สำหรับลิเธียม โคบอลต์ นิกเกิล และวัสดุอื่นๆ ห่วงโซ่อุปทานสำหรับวัสดุเหล่านี้เผชิญกับข้อจำกัดอย่างแท้จริง

การพึ่งพาทรัพยากรลิเธียมภายนอกของจีนสูงถึงกว่า 70% ภายในปี 2564 โครงการขุดใหม่ใช้เวลา 5-7 ปีในการเข้าถึงการผลิต ในขณะที่ความต้องการพื้นที่เก็บข้อมูล EV และกริดเติบโตเร็วกว่าอุปทานใหม่ทางออนไลน์ ความผันผวนของราคาเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่ออุปทานไม่สามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วต่ออุปสงค์ที่เพิ่มขึ้น

การรีไซเคิลนำเสนอวิธีแก้ปัญหาบางส่วน Northvolt รายงานการพัฒนาแบตเตอรี่จากนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์รีไซเคิล 100% ในปี 2021 แต่อัตราการรีไซเคิลในปัจจุบันยังคงต่ำ-น้อยกว่า 20% ในจีน ซึ่งต่ำกว่าอัตราในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นมาก การปรับขนาดการรีไซเคิลเพื่อให้สอดคล้องกับการเติบโตของการใช้งานต้องใช้เวลาหลายปีในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน

ข้อจำกัดด้านวัสดุไม่ได้ส่งผลต่อการจัดเก็บแบตเตอรี่ แต่ทำให้เกิดความไม่แน่นอนด้านต้นทุน ราคาลิเธียมพุ่งสูงขึ้น 270% ในปี 2564-2565 และพลิกกลับ 50% ภายในปี 2567 และอาจพุ่งสูงขึ้นอีกครั้งหากการนำ EV มาใช้เร่งเร็วกว่าการขยายการขุด แต่ละวัฏจักรของสินค้าโภคภัณฑ์ส่งผลต่อการประหยัดแบตเตอรี่

อายุการใช้งานและต้นทุนการเปลี่ยน

โรงไฟฟ้าสามารถทำงานได้มานานหลายทศวรรษ แบตเตอรี่เสื่อมสภาพหลังจากใช้งานมา 10-15 ปี โดยต้องเปลี่ยนใหม่ สิ่งนี้ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายแอบแฝงซึ่งทำให้การติดตั้งครั้งแรกหลายๆ ครั้งต้องประหลาดใจ

แบตเตอรี่ที่ติดตั้งในปี 2025 จะต้องเปลี่ยนใหม่ประมาณปี 2035-2040 ต้นทุนน่าจะลดลงมากในตอนนั้น แต่ราคาที่ต่ำกว่านั้นยังไม่แน่นอน การคาดการณ์ในแง่ดีแสดงให้เห็นว่าต้นทุนลดลงเพิ่มเติม 50-60% สถานการณ์แบบอนุรักษ์นิยมแสดงการปรับปรุงเพียงเล็กน้อย ความแตกต่างส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน

ความไม่แน่นอนนี้ทำให้การจัดหาเงินทุนยุ่งยากขึ้น ธนาคารที่ให้กู้ยืมเพื่อโครงการหมุนเวียนจำเป็นต้องมีกระแสเงินสดที่คาดการณ์ได้ในช่วง 20-30 ปี การเปลี่ยนแบตเตอรี่ทำให้เกิดต้นทุนผันแปรซึ่งยากต่อการสร้างแบบจำลองอย่างแม่นยำ บางโครงการแก้ไขปัญหานี้ด้วยการสร้างปริมาณสำรองทดแทนโดยเฉพาะ ซึ่งเพิ่มต้นทุนล่วงหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ 20-40%

นักเคมีเกิดใหม่รับประกันอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า-แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแสดงอายุการใช้งานได้ดีกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์รุ่นก่อนๆ แต่ "ดีกว่า" ยังคงหมายถึงการทดแทนในที่สุด เพียงเลื่อนจากปีที่ 10 ไปเป็นปีที่ 15

ใครได้ประโยชน์มากที่สุดจากการจัดเก็บแบตเตอรี่?

การลดต้นทุนไม่กระจายเท่าๆ กัน ผู้ใช้และบางพื้นที่ได้รับประโยชน์มากกว่าผู้ใช้รายอื่นมาก

จุดหวานทางภูมิศาสตร์

ภูมิภาคที่มีอัตราการหมุนเวียนสูงจะได้รับประโยชน์สูงสุด แคลิฟอร์เนียและเท็กซัสเป็นผู้นำในการติดตั้งแบตเตอรี่ของสหรัฐฯ เพราะพวกเขาได้สร้างกำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมจำนวนมหาศาลแล้ว แบตเตอรี่ช่วยแก้ปัญหาความไม่ต่อเนื่องที่เกิดจากพลังงานหมุนเวียน ส่งผลให้เปอร์เซ็นต์พลังงานหมุนเวียนสูงขึ้นไปอีก

เกาะและกริดที่แยกออกไปจะได้รับประโยชน์อย่างไม่สมส่วน ฮาวายจ่ายราคาพิเศษสำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิลนำเข้า ทำให้พลังงานหมุนเวียนที่เก็บไว้ทุกกิโลวัตต์-ชั่วโมงมีคุณค่า ชุมชนห่างไกลเผชิญกับเศรษฐกิจที่คล้ายคลึงกัน-ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากการผลิตดีเซลช่วยประหยัดเงินได้มาก

พื้นที่ที่มีการกำหนดราคาสูงสุดมากจะเห็นระยะเวลาคืนทุนที่รวดเร็ว ในกรณีที่อัตราการใช้เวลา-ของ-แตกต่างกันที่ $0.20-0.30 ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงระหว่างช่วงที่มีการใช้งานสูงสุดและช่วงปกติ (แคลิฟอร์เนีย รัฐทางตะวันออกเฉียงเหนือ) ระบบแบตเตอรี่สำหรับที่อยู่อาศัยสามารถคืนทุนได้ภายใน 5-7 ปีผ่านการเก็งกำไรเพียงอย่างเดียว

ในทางกลับกัน ภูมิภาคที่มีราคาค่าไฟฟ้าคงที่และมีปริมาณไฟฟ้าพื้นฐานทางน้ำหรือนิวเคลียร์จำนวนมากจะได้รับประโยชน์เพียงเล็กน้อย ไม่มีโอกาสในการเก็งกำไร บริการกริดสร้างรายได้น้อยลงเมื่อกริดทำงานอย่างเสถียรแล้ว การนำแบตเตอรี่มาใช้ในตลาดเหล่านี้มีความล่าช้าอย่างมาก

ใบสมัคร-เศรษฐศาสตร์เฉพาะ

การติดตั้งเครื่องชั่งแบบกริด-จะได้ประโยชน์จากการประหยัดจากขนาดที่ระบบที่อยู่อาศัยไม่สามารถเทียบได้ โครงการสาธารณูปโภคขนาด 100- เมกะวัตต์อาจบรรลุผลสำเร็จ 150 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์- ชั่วโมงต้นทุนการติดตั้ง ในขณะที่ระบบบ้านขนาด 13.5- กิโลวัตต์ชั่วโมงมีค่าใช้จ่าย 200-400 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง แม้ว่าจะเครดิตภาษีของรัฐบาลกลางแล้วก็ตาม

แต่ระบบที่อยู่อาศัยจะยึดเอาสาธารณูปโภคที่มีคุณค่าไม่สามารถ: พลังงานสำรองในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ การเก็งกำไรจากอัตราขายปลีกมากกว่าอัตราขายส่ง และการกำจัดค่าธรรมเนียมอุปสงค์ที่สามารถเพิ่มค่าไฟฟ้าเป็นสองเท่าสำหรับบ้านหลังใหญ่ ระบบที่อยู่อาศัยสามารถลดต้นทุนด้านพลังงานได้ 30-80% ในสถานการณ์ที่เหมาะสมที่สุด-ให้ผลตอบแทนที่ดีกว่าการเก็งกำไรในระดับสาธารณูปโภค

ผู้ใช้เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมครอบครองพื้นที่ตรงกลาง การติดตั้งขนาดกลาง- (500 กิโลวัตต์-ชั่วโมงถึง 2 เมกะวัตต์-ชั่วโมง) มีราคาต่อกิโลวัตต์{6}}มากกว่าขนาดสาธารณูปโภค-แต่น้อยกว่าที่พักอาศัย โอกาสในการสร้างรายได้ ได้แก่ การลดค่าธรรมเนียมอุปสงค์ เวลา-ในการ-ใช้การเก็งกำไร และตลาดบริการเสริมที่เปิดกว้างมากขึ้นโดยการปฏิรูปกฎระเบียบ

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ: การประหยัดแบตเตอรี่นั้น-เฉพาะตำแหน่งและ-เฉพาะการใช้งาน คำแถลงแบบครอบคลุมว่าแบตเตอรี่ "ลดต้นทุน" พลาดความแตกต่างเล็กน้อยหรือไม่ คำตอบที่ถูกต้องคือ: ใช่ แต่ขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ไหน วิธีใช้งาน และทางเลือกอื่นที่คุณกำลังเปรียบเทียบ

ผลคูณนโยบาย

สิ่งจูงใจจากรัฐบาลช่วยเร่งระยะเวลาการลดต้นทุนได้อย่างมาก

เครดิตภาษีการลงทุน

พระราชบัญญัติลดเงินเฟ้อขยายเครดิตภาษีการลงทุนของรัฐบาลกลางไปยังการจัดเก็บพลังงานแบบสแตนด์อโลนที่ 30% ของต้นทุนระบบทั้งหมด ก่อนหน้านี้ แบตเตอรี่มีคุณสมบัติเฉพาะเมื่อ-อยู่ร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยลดต้นทุนที่แท้จริงลงเกือบหนึ่ง-ในสามสำหรับโครงการที่มีสิทธิ์

สำหรับโครงการสาธารณูปโภค-ที่มีราคา 150 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง เครดิตภาษีจะลดต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพเหลือ 105 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง การเปลี่ยนแปลงนโยบายเพียงครั้งเดียวนั้นทำให้โครงการหลายพันโครงการมีศักยภาพทางการเงินซึ่งไม่สามารถดำเนินการได้เมื่อหลายเดือนก่อน

โปรแกรมของรัฐมีมากกว่าสิ่งจูงใจจากรัฐบาลกลาง โปรแกรมสิ่งจูงใจการสร้างตนเองของรัฐแคลิฟอร์เนีย-ให้เงินสูงสุดถึง 200 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์- ชั่วโมงสำหรับความจุของแบตเตอรี่ที่ติดตั้ง เมื่อรวมกับเครดิตของรัฐบาลกลาง สิ่งจูงใจทั้งหมดสามารถครอบคลุมต้นทุนการติดตั้งได้ 50% ในบางสถานการณ์

สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่เงินอุดหนุนในความหมายดั้งเดิม-แต่เป็นกลไกการเร่งความเร็ว แบตเตอรี่จะมีความคุ้มค่า-ในที่สุดเนื่องจากต้นทุนด้านฮาร์ดแวร์ลดลงเพียงอย่างเดียว สิ่งจูงใจจะบีบไทม์ไลน์นั้นจาก "ใน 5-10 ปี" เป็น "ตอนนี้" เรื่องนี้สำคัญเนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานที่สร้างขึ้นในปัจจุบันเข้ามาแทนที่การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลหลายทศวรรษ

การปฏิรูปการออกแบบตลาด

มองเห็นได้น้อยลงแต่มีความสำคัญเท่าเทียมกัน: การเปลี่ยนแปลงด้านกฎระเบียบที่สร้างตลาดสำหรับบริการกริด ตลาดพลังงานที่ได้รับการควบคุมของรัฐเท็กซัสอนุญาตให้แบตเตอรี่ขายการควบคุมความถี่ การรองรับแรงดันไฟฟ้า และความสามารถในการสตาร์ทสีดำในอัตราตลาด ผู้ดำเนินการโครงข่ายไฟฟ้าของรัฐแคลิฟอร์เนียใช้ขีดจำกัดแบบไดนามิกเพื่อให้ทรัพยากรแบบไฮบริดสามารถสื่อสารความสามารถในการปฏิบัติงานแบบเรียลไทม์- และเพิ่มรายได้จากบริการต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กลไกตลาดเหล่านี้สร้างแหล่งรายได้ที่ไม่เคยมีมาก่อนเมื่อทศวรรษที่แล้ว รายได้จากแบตเตอรี่จากการเก็งกำไรด้านพลังงานเพียงอย่างเดียวอาจได้รับผลตอบแทน 8% เพิ่มการชำระเงินตามกฎระเบียบความถี่และการคืนสินค้าเป็นสองเท่า รวมการจ่ายกำลังการผลิตและการตอบสนองความต้องการ และผลตอบแทนสามารถเข้าถึง 15-20%

ผลกระทบจากตัวคูณนโยบายมีมากกว่าแรงจูงใจโดยตรง การอนุญาตที่คล่องตัวช่วยลดต้นทุนซอฟต์ การปฏิรูปคิวการเชื่อมต่อโครงข่ายช่วยลดความล่าช้า มาตรฐานความปลอดภัยจากอัคคีภัยป้องกันไม่ให้-คุณภาพลดลง-ถึง- นโยบายแต่ละข้อจะช่วยเร่งให้เกิดการยอมรับหรือรับประกันว่าจะดำเนินไปอย่างยั่งยืน

ข้อมูลบอกอะไรเกี่ยวกับปี 2025-2030

การคาดการณ์ต้นทุนในอนาคตเกี่ยวข้องกับความไม่แน่นอน แต่การคาดการณ์ที่เป็นอิสระหลายรายการมาบรรจบกันในวิถีที่คล้ายกัน

ประมาณการต้นทุนระยะใกล้-

สถานการณ์ปานกลางของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติคาดการณ์การลดรายจ่ายฝ่ายทุนสำหรับระบบสาธารณูปโภค-ขนาดแบตเตอรี่ระหว่างปี 2022 ถึง 2035 ลดลง 37% โดยเฉลี่ยลดลง 2.9% ต่อปี สถานการณ์ขั้นสูงแสดงการลดลง 52% โดยเฉลี่ย 4% ต่อปี

BloombergNEF คาดการณ์ว่าราคาแบตเตอรี่จะแตะ 100 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงภายในปี 2568 สำหรับลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและปี 2570 สำหรับโคบอลต์นิกเกิลแมงกานีส Goldman Sachs คาดการณ์ว่าราคาแบตเตอรี่จะลดลง 40% ในช่วงปี 2566-2567 และลดลงอย่างต่อเนื่องจนลดลงรวม 50% ภายในปี 2568-2569

สำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศประมาณการว่าต้นทุนการติดตั้งทั้งหมดอาจลดลง 50-60% ภายในปี 2030 โดยต้นทุนเซลล์แบตเตอรี่จะลดลงอย่างมากยิ่งขึ้นไปอีก การวิเคราะห์ของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าแบตเตอรี่ลิเธียม-สำหรับการใช้งานแบบอยู่กับที่อาจมีราคาต่ำกว่า 200 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงสำหรับระบบที่ติดตั้งเสร็จสมบูรณ์

ปรับประมาณการเหล่านี้: คาดว่าค่าสาธารณูปโภค-จะมีค่าใช้จ่ายการติดตั้งขนาดประมาณ 100 ดอลลาร์- 150 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงภายในปี 2030 ในสถานการณ์ปานกลาง ซึ่งอาจถึง 80-100 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงในสถานการณ์ในแง่ดี ระบบที่อยู่อาศัยจะติดตามได้สูงขึ้น 30-50% เนื่องจากความซับซ้อนในการติดตั้งและขนาดที่เล็กลง

การคาดการณ์การเติบโตของการปรับใช้

สหรัฐอเมริกาใช้พื้นที่จัดเก็บแบตเตอรี่มากกว่า 12 กิกะวัตต์ในปี 2567 ซึ่งเพิ่มขึ้น 33% จากปี 2566 Wood Mackenzie คาดการณ์ว่าจะมีการติดตั้ง 15 กิกะวัตต์ในปี 2568 โดยส่วนที่อยู่อาศัยอาจสูงถึง 12 กิกะวัตต์ภายในปี 2573

แคลิฟอร์เนียต้องการพื้นที่จัดเก็บไฟฟ้า 58 กิกะวัตต์เพื่อให้บรรลุเป้าหมายพลังงานสะอาดในปี 2045 ความจุของแบตเตอรี่ในเท็กซัสเพิ่มขึ้นสองเท่าจากปี 2023 เป็น 2024 โดยคาดว่าจะเติบโตใกล้เคียงกันตลอดทศวรรษ เมื่อรวมกันแล้ว รัฐเหล่านี้จะขับเคลื่อนการปรับใช้ระดับชาติ แม้ว่าความหลากหลายทางภูมิศาสตร์จะเพิ่มขึ้นเมื่อเศรษฐกิจดีขึ้นก็ตาม

พื้นที่จัดเก็บแบตเตอรี่ทั่วโลกอาจเพิ่มขึ้นเป็น 175 กิกะวัตต์ภายในปี 2573 ตามการคาดการณ์ของสำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ เพิ่มขึ้นจาก 2 กิกะวัตต์ในปี 2560 ซึ่งคิดเป็นอัตราการเติบโตประมาณ 15% ต่อปี-ซึ่งสอดคล้องกับเทคโนโลยีการเปลี่ยนแปลงในช่วงการนำเทคโนโลยีเหล่านั้นไปใช้

คำเตือนประการหนึ่ง: การคาดการณ์เหล่านี้ถือว่าไม่มีการพลิกกลับนโยบายที่สำคัญหรือการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทาน การเปลี่ยนแปลงสิ่งจูงใจทางภาษี อัตราภาษีใหม่ หรือการขาดแคลนวัสดุอาจทำให้การยอมรับช้าลง แต่แม้แต่สถานการณ์ในแง่ร้ายก็แสดงให้เห็นถึงการเติบโตอย่างมาก เพียงในอัตราที่ปานกลางเท่านั้น

การตัดสินใจ: เมื่อแบตเตอรี่สมเหตุสมผล

คำถามเกณฑ์สำหรับการลงทุน: สิ่งนี้จ่ายเองหรือไม่?

กรอบการคำนวณที่อยู่อาศัย

เริ่มต้นด้วยค่าไฟฟ้าของคุณ หากคุณจ่ายเงินมากกว่า 0.15 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้อัตราการ-ใช้งาน- แบตเตอรี่ก็น่าจะลดต้นทุนลงได้ หากคุณจ่ายน้อยกว่า 0.10 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงด้วยอัตราคงที่ การคืนทุนจะกลายเป็นเรื่องยากโดยไม่คำนึงถึงมูลค่าพลังงานสำรอง

ปัจจัยในการสร้างแรงจูงใจ เครดิตภาษีการลงทุนของรัฐบาลกลางครอบคลุม 30% ของต้นทุนสำหรับการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์-บวก- ส่วนลดของรัฐแตกต่างกันไปมาก-แคลิฟอร์เนียให้การสนับสนุนอย่างมาก ในขณะที่รัฐอื่นๆ ให้ความช่วยเหลือเพียงเล็กน้อย ต้นทุนสุทธิหลังสิ่งจูงใจจะกำหนดระยะเวลาคืนทุนจริง

พิจารณาสถานการณ์แสงอาทิตย์ของคุณ หากคุณมีแผงโซลาร์เซลล์ที่มีการวัดแสงสุทธิอยู่แล้ว การเพิ่มแบตเตอรี่จะยากกว่าที่จะตัดสินโดยคำนึงถึงเศรษฐศาสตร์เพียงอย่างเดียว-คุณกำลังสร้างรายได้จากการผลิตส่วนเกินอยู่แล้ว หากคุณไม่มีพลังงานแสงอาทิตย์ หรือหากอัตราการวัดแสงสุทธิไม่เอื้ออำนวย แบตเตอรี่ที่จับคู่กับพลังงานแสงอาทิตย์ใหม่ก็เหมาะสมกว่า

คุณค่าพลังงานสำรองอย่างเหมาะสม หากความน่าเชื่อถือของกริดไม่ดีและการไฟฟ้าดับทำให้คุณเสียเงิน (โฮมออฟฟิศ อุปกรณ์ทางการแพทย์ อาหารเน่าเสีย) แบตเตอรี่จะให้มูลค่าการประกันที่มากกว่าการเก็งกำไรเพียงอย่างเดียว สิ่งนี้ทำให้การสร้างแบบจำลองทางเศรษฐกิจมีความเป็นส่วนตัวมากขึ้น แต่ไม่ได้ขจัดประโยชน์ที่ได้รับ

สถานการณ์ทั่วไป: ต้นทุนระบบ 15,000 ดอลลาร์ เครดิตภาษี 4,500 ดอลลาร์ ต้นทุนสุทธิ 10,500 ดอลลาร์ หากคุณประหยัดเงินได้ $100/เดือนผ่านการเก็งกำไร และหลีกเลี่ยงค่าธรรมเนียมความต้องการ การคืนทุนจะเกิดขึ้นใน 8.75 ปี อายุการใช้งานแบตเตอรี่ 12-15 ปีให้ผลกำไรที่แท้จริง 3-6 ปีหลังคืนทุน

ยูทิลิตี้และแคลคูลัสเชิงพาณิชย์

การติดตั้งขนาดใหญ่ต้องเผชิญกับเศรษฐศาสตร์ที่แตกต่างกัน ต้นทุนเงินทุนลดลงเหลือ $100-200 ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง แหล่งรายได้ที่หลากหลาย (พลังงาน กำลังการผลิต บริการเสริม) ช่วยปรับปรุงผลตอบแทน แต่ความซับซ้อนทางการเงินเพิ่มขึ้นและต้นทุนทดแทนมีความสำคัญมากกว่า

โดยทั่วไปโครงการขนาดกริด-จะกำหนดเป้าหมายอัตราผลตอบแทนภายใน 12-15% ในตลาดที่เอื้ออำนวย (แคลิฟอร์เนีย เท็กซัส) เกณฑ์นี้สามารถบรรลุได้ด้วยเทคโนโลยีและราคาในปัจจุบัน ในตลาดที่ไม่เอื้ออำนวย ผลตอบแทนจะลดลง เว้นแต่ว่าการสนับสนุนด้านกฎระเบียบจะดีขึ้นหรือต้นทุนลดลงอีก

สถานที่ตั้งร่วม-ที่มีการผลิตพลังงานหมุนเวียนช่วยเพิ่มความคุ้มค่าของโครงการได้ถึง 7% ผ่านต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานที่ใช้ร่วมกัน สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมยูทิลิตี้ใหม่ส่วนใหญ่-ปรับขนาดพื้นที่จัดเก็บข้อมูลจับคู่กับพลังงานแสงอาทิตย์หรือลม- โครงการที่รวมกันนี้จึงได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าส่วนประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอย่างเดียว

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญประการหนึ่ง: แบตเตอรี่จะมีคุณค่ามากขึ้นเมื่ออัตราการใช้พลังงานหมุนเวียนเพิ่มขึ้น ผู้ใช้ในช่วงแรกต้องเผชิญกับโอกาสในการสร้างรายได้ที่จำกัดมากขึ้น ผู้ที่นำมาใช้ในภายหลังจะได้รับประโยชน์จากตลาดบริการกริดที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งสร้างขึ้นเพื่อรองรับเปอร์เซ็นต์พลังงานทดแทนที่สูงขึ้น ช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุดคือการสร้างสมดุลระหว่าง "ความได้เปรียบของผู้เสนอญัตติรายแรก" กับ "การรอคอยเพื่อความประหยัดที่ดีกว่า"

คำถามที่พบบ่อย

แบตเตอรี่สามารถลดค่าไฟฟ้าได้เท่าไร?

ระบบแบตเตอรี่ที่อยู่อาศัยสามารถลดค่าไฟฟ้าได้ 30-80% ในสถานการณ์ที่เหมาะสม แม้ว่า 30-40% จะเป็นกรณีปกติมากกว่าก็ตาม การประหยัดได้จริงขึ้นอยู่กับโครงสร้างอัตราค่าสาธารณูปโภคของคุณเป็นหลัก-เวลา-อัตราการใช้งานที่มีสเปรดช่วงพีค/ออฟพีคที่มีนัยสำคัญ จะสร้างโอกาสในการเก็งกำไรได้มากที่สุด ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ก็มีความสำคัญเช่นกัน: แคลิฟอร์เนีย เท็กซัส และรัฐทางตะวันออกเฉียงเหนือให้ผลตอบแทนที่ดีที่สุดเนื่องจากค่าไฟฟ้าที่สูงและโครงสร้างอัตราที่เหมาะสม

ราคาแบตเตอรี่ยังคงลดลงในปี 2568 หรือไม่?

ใช่. การคาดการณ์หลายรายการมาบรรจบกันเมื่อต้นทุนลดลงอย่างต่อเนื่องจนถึงปี 2030 และต่อๆ ไป สถานการณ์ระดับปานกลางของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติคาดการณ์ว่าจะลดลง 37% ในช่วงปี 2022 ถึง 2035 ราคาชุดแบตเตอรี่โดยเฉพาะคาดว่าจะสูงถึง 100 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงภายในปี 2025-2026 โดยต้นทุนระบบที่ติดตั้งยังคงลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อขนาดการผลิตเพิ่มขึ้นและห่วงโซ่อุปทานเติบโตเต็มที่

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อจำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่?

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่-จะเสื่อมสภาพลงหลังจากการปั่นจักรยานตามปกติเป็นเวลา 10-15 ปี และจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ ต้นทุนการเปลี่ยนทดแทนอาจจะต่ำกว่ามากเนื่องจากการปรับปรุงเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจต่ำกว่าราคาปัจจุบันประมาณ 50-60% สถานประกอบการเชิงพาณิชย์หลายแห่งสร้างทุนสำรองทดแทนไว้ในโครงสร้างทางการเงิน โดยหลักๆ แล้วจะต้องชำระเงินล่วงหน้าสำหรับการเปลี่ยนในอนาคตในราคาปัจจุบัน ซึ่งน่าจะครอบคลุมการเปลี่ยนทดแทนที่ถูกกว่าในวันข้างหน้าด้วยส่วนต่างที่เหลือ

แบตเตอรี่สามารถกำจัดการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่

ไม่ใช่ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบันเพียงอย่างเดียว แบตเตอรี่มีความโดดเด่นในการจัดเก็บรายชั่วโมงถึงรายวัน แต่ต้องเผชิญกับความไม่ตรงกันตามฤดูกาลระหว่างรุ่นและความต้องการ การเข้าถึงไฟฟ้าหมุนเวียน 90-% ต้องใช้ทั้งการสร้างทดแทนขนาดใหญ่- โครงข่ายส่งไฟฟ้าที่ขยายข้ามทวีป หรือเทคโนโลยีเสริม เช่น การเก็บกักไฮโดรเจนหรือพลังน้ำแบบสูบ แบตเตอรี่ช่วยให้สามารถเจาะพลังงานทดแทนได้ 70-90% อย่างคุ้มค่า แต่ 10-30% สุดท้ายต้องใช้โซลูชันเพิ่มเติม

แบตเตอรี่ทำงานในสภาพอากาศหนาวเย็นได้หรือไม่?

แบตเตอรี่ลิเธียม-จะสูญเสียประสิทธิภาพในช่วงเย็นจัด แม้ว่าระบบสมัยใหม่จะมีการจัดการระบายความร้อนที่รักษาอุณหภูมิในการทำงานให้เหมาะสมที่สุดก็ตาม ประสิทธิภาพลดลงอย่างมีนัยสำคัญต่ำกว่า -20 องศา แต่ระบบทำความร้อนสามารถรักษาการทำงานไว้ได้โดยมีต้นทุนของประสิทธิภาพโดยรวมที่ลดลงเล็กน้อย ในทางปฏิบัติ การติดตั้งในระดับกริดทำได้สำเร็จทั่วทั้งรัฐทางตอนเหนือและแคนาดา การปรับประสิทธิภาพ (โดยทั่วไปคือ 5-10% ในสภาพอากาศหนาวเย็น) สามารถจัดการได้เมื่อเทียบกับผลประโยชน์

แบตเตอรี่เปรียบเทียบกับการจัดเก็บพลังน้ำแบบสูบได้อย่างไร

พลังน้ำแบบสูบมีราคาต่อ-กิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ต่ำกว่ามาก ($20 เทียบกับ $100-200 สำหรับแบตเตอรี่) แต่ต้องใช้พื้นที่ทางภูมิศาสตร์เฉพาะ{-ภูเขาหรือถ้ำใต้ดิน พลังน้ำแบบสูบยังใช้เวลาหลายปีในการอนุญาตและสร้าง ในขณะที่การติดตั้งแบตเตอรี่สามารถใช้งานได้ภายในเวลาหลายเดือน แบตเตอรี่ให้เวลาตอบสนองที่เร็วขึ้นและมีความยืดหยุ่นในการจัดวางมากขึ้น สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ต้องการการใช้งานอย่างรวดเร็วใกล้กับศูนย์โหลด แบตเตอรี่จะได้รับประโยชน์แม้จะมีต้นทุนสูงกว่าก็ตาม สำหรับการจัดเก็บจำนวนมากและใช้เวลานานในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่เหมาะสม น้ำที่สูบแล้วจะยังคงเหนือกว่า

มีแรงจูงใจอะไรบ้างสำหรับการจัดเก็บแบตเตอรี่?

เครดิตภาษีการลงทุนของรัฐบาลกลางมอบส่วนลด 30% จากต้นทุนรวมของระบบสำหรับพื้นที่จัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์-บวก- และตอนนี้พื้นที่จัดเก็บแบบสแตนด์อโลนก็มีคุณสมบัติเช่นกัน หลายรัฐเพิ่มสิ่งจูงใจเพิ่มเติม -California's Self-Generation Incentive Program เสนอสูงถึง $200 ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง โดยที่ Massachusetts ดำเนินโครงการ ConnectedSolutions โดยจ่ายเงินสำหรับการเข้าร่วมการตอบสนองความต้องการ ตรวจสอบฐานข้อมูล DSIRE เพื่อดูแรงจูงใจของรัฐบาลกลางและรัฐในพื้นที่ของคุณ สิ่งจูงใจจะเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งเมื่อโปรแกรมถึงขีดจำกัดเงินทุนหรือการเปิดตัวนโยบายใหม่

คำตัดสิน: ภูมิทัศน์พลังงานที่ปรับโฉมใหม่

แล้วแบตเตอรี่พลังงานทดแทนสามารถลดต้นทุนได้หรือไม่? ข้อมูลบอกว่าใช่-อย่างชัดเจน-แต่มีข้อแม้ที่สำคัญเกี่ยวกับสถานที่ เมื่อใด และสำหรับใคร

การจัดเก็บแบตเตอรี่ได้ผ่านเกณฑ์ตั้งแต่การทดลองราคาแพงไปจนถึงเทคโนโลยีที่น่าสนใจในเชิงเศรษฐกิจ ต้นทุนด้านฮาร์ดแวร์ลดลง 93% ตั้งแต่ปี 2010 แหล่งรายได้ที่หลากหลายสร้างผลตอบแทนที่น่าสนใจในตลาดที่น่าพึงพอใจ การสนับสนุนด้านนโยบายช่วยเร่งการยอมรับในกรณีที่เศรษฐศาสตร์ยังไม่เพียงพอ

แต่การลดต้นทุนดำเนินไปในขอบเขตที่แตกต่างกันสามประการ การปรับปรุงฮาร์ดแวร์ (Horizon 1) ช่วยให้ประหยัดได้ทันทีด้วยการติดตั้งที่ถูกกว่า การเปลี่ยนแปลงการดำเนินงาน (Horizon 2) สร้างมูลค่าอย่างต่อเนื่องผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพกริดและการเก็งกำไร การปรับโครงสร้างระบบ (Horizon 3) หลีกเลี่ยงการใช้จ่ายด้านโครงสร้างพื้นฐานที่อาจจำเป็น

การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุดอาจเป็นเรื่องของแนวคิด: แบตเตอรี่ไม่ใช่ต้นทุน- แต่เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถจัดส่งพลังงานทดแทนราคาถูกได้ ลมและแสงอาทิตย์รวมกับพื้นที่จัดเก็บในปัจจุบันแข่งขันโดยตรงกับการผลิตฟอสซิลทั้งในด้านราคาและความน่าเชื่อถือ นี่ไม่เป็นความจริงเมื่อห้าปีที่แล้ว มันเป็นวันนี้อย่างแน่นอน

เมื่อมองไปข้างหน้า คาดว่าจะลดต้นทุนอย่างต่อเนื่องจนถึงปี 2030 และต่อๆ ไป เมื่อขนาดการผลิต เคมีภัณฑ์ดีขึ้น และตลาดเติบโตเต็มที่ การใช้งานแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณจาก 26 กิกะวัตต์ในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน ไปสู่ ​​100+ กิกะวัตต์ภายในสิ้นทศวรรษ การติดตั้งแต่ละครั้งทำให้การติดตั้งครั้งต่อไปมีคุณค่ามากขึ้นโดยการปรับปรุงการรวมกริด แสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือ และผลักดันการลดต้นทุนเพิ่มเติม

การเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานไม่ได้รอให้ต้นทุนแบตเตอรี่ลดลงอีกต่อไป-แต่กำลังดำเนินการอยู่ โดยเร่งตัวขึ้นด้วยการปรับปรุงต้นทุนอย่างมากที่ประสบความสำเร็จไปแล้ว สำหรับสาธารณูปโภค ธุรกิจ และเจ้าของบ้านในสถานการณ์ที่เหมาะสม พลังงานทดแทนและระบบกักเก็บไม่ใช่อนาคต มันคือปัจจุบัน และเป็นทางเลือกที่เหมาะสมทางเศรษฐกิจมากขึ้นเรื่อยๆ

ประเด็นสำคัญ

ต้นทุนการติดตั้งแบตเตอรี่ลดลง 93% จากปี 2010 ถึง 2024 โดยคาดว่าจะลดลงอีกจนถึงปี 2030

เท็กซัสช่วยผู้บริโภคประหยัดเงินได้ 750 ล้านดอลลาร์ในฤดูร้อนปี 2024 เพียงลำพังด้วยการใช้ที่เก็บข้อมูลแบตเตอรี่

ระบบที่อยู่อาศัยสามารถลดค่าไฟฟ้าได้ 30-80% ในสภาวะที่เหมาะสมพร้อม-อัตราเวลาการใช้งาน

ขอบเขตคุณค่าที่แตกต่างกันสามประการ: การประหยัดฮาร์ดแวร์ การเปลี่ยนแปลงการปฏิบัติงาน และการปรับโครงสร้างระบบ

ปัจจัยทางภูมิศาสตร์และการใช้งาน-จะกำหนดว่าแบตเตอรี่จะลดต้นทุนสำหรับผู้ใช้บางรายหรือไม่

สิ่งจูงใจของรัฐบาลกลางและรัฐสามารถครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการติดตั้งได้ 40-50% ซึ่งช่วยเพิ่มผลตอบแทนได้อย่างมาก

แบตเตอรี่ลิเธียม-เป็นเลิศในด้านการจัดเก็บรายวัน แต่การจัดเก็บตามฤดูกาลต้องใช้เทคโนโลยีเสริม

แหล่งข้อมูล

แหล่งที่มาหลัก ได้แก่ การศึกษาต้นทุนของสำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ (IRENA.org), รายงานพื้นฐานเทคโนโลยีประจำปีของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ (NREL.gov), ข้อมูลการปรับใช้ของ US Energy Information Administration (EIA.gov), รายงาน Wood Mackenzie Energy Storage Monitor, การติดตามราคาแบตเตอรี่ของ BloombergNEF, ข้อมูลการปฏิบัติงานของผู้ให้บริการระบบอิสระของแคลิฟอร์เนีย (CAISO.com), การวิเคราะห์ตลาด Clean Energy Associates, รายงานราคาของ Amperex Technology ร่วมสมัย, การคาดการณ์ตลาดแบตเตอรี่ของ Goldman Sachs และการวิเคราะห์ทางเทคนิคของ IEEE Spectrum