Бытовые аккумуляторные батареи: меняя подход к производству электроэнергии

Многие домохозяйства инвестируют в аккумуляторные батареи, хотя зачастую это нерентабельно. Почему так и как эти бытовые батареи изменят тарифы на электроэнергию в будущем?

Батареи могут помочь домохозяйствам с солнечными панелями увеличить потребление солнечной энергии. Домохозяйства, которые высоко ценят самогенерирующую солнечную энергию, раньше начинают использовать батареи.

Домовладельцы начали устанавливать аккумуляторы в дополнение к солнечным панелям только с 2015/16 года, но количество установок стремительно растет, особенно в некоторых европейских странах (см. Рисунок 1). Из-за высоких цен на электроэнергию, забот об устойчивом развитии и снижения стоимости аккумуляторов сегодня большинство домохозяйств в Германии, использующих солнечную энергию, также совместно устанавливают аккумуляторы.

Перспективы батарей просты: всякий раз, когда ваши солнечные панели производят больше энергии, чем вам нужно (скажем, в солнечный день), вместо того, чтобы продавать излишки энергии обратно коммунальной компании1, батарея позволяет вам хранить эту энергию. Затем, когда солнце зайдет и вам потребуется больше электроэнергии, чем генерируют панели, вы сможете разрядить батарею и не покупать электроэнергию из сети, пока заряд не иссякнет.

Таким образом, домохозяйство, имеющее хранилище, может увеличить долю потребляемой возобновляемой энергии (рис. 2), но, что более важно, также сэкономить деньги. На рисунке 2 показано, какие источники электроэнергии используются для удовлетворения спроса домохозяйств на электроэнергию, путем сравнения двух типов домохозяйств в нашем наборе данных: а) среднее домохозяйство с накопителями емкостью 4,8 кВтч23 и б) среднее домохозяйство без накопителей.

Теоретически, вместо того, чтобы платить коммунальным предприятиям стоимость электроэнергии (которая включает в себя сетевые и распределительные расходы, налоги и другие сборы), батарея использует собственную, более дешевую солнечную энергию. На рисунке 3 приведен пример, иллюстрирующий разницу в цене на солнечную энергию, вырабатываемую собственными силами (цена панели, установка, обслуживание) по сравнению с ценой на электроэнергию, уплаченную в 2019 году в Германии.

Однако на практике, хотя батареи и экономят деньги при каждом цикле зарядки/разрядки, они не бесплатны. Несмотря на то, что цены на литий-ионные аккумуляторы (наиболее распространенную технологию аккумуляторов по состоянию на 2023 год) существенно снизились за последние годы, киловатт-час (кВтч) накопителей по-прежнему может стоить около 1000 евро4. Таким образом, гипотетически, если каждый цикл работы батареи экономит домохозяйству 15 центов (цена на электроэнергию 25 центов минус затраты на самогенерацию солнечной энергии 10 центов), нужно будет использовать батарею в течение 6667 циклов, прежде чем она принесет прибыль. Этот срок составит более 25 лет, если вы полностью заряжаете и разряжаете аккумулятор каждый день.

Согласно нашему набору данных, где домохозяйства используют в среднем 45% емкости аккумулятора в день, для достижения этих 6667 циклов потребуется почти 56 лет. Это больше, чем прогнозируется срок службы большинства батарей в 10–15 лет (по гарантии), и ни один из них не учитывает скидку по времени (вы платите авансом, но получаете выгоду в течение десятилетий), техническое обслуживание или деградацию батареи. И заметьте, домохозяйствам, которые купили батареи в 2018 году, пришлось платить за них больше, чем в нашем сегодняшнем примере, что сделало их инвестиции еще более убыточными — или может показаться, что это так.

Тем не менее, в период с 2018 по 2020 год только в Германии было построено 150 000 новых накопительных установок, хранящих 1,3 миллиона кВтч энергии и стоимостью порядка двух миллиардов евро5. Так почему же эти домохозяйства покупают места для хранения вещей? В конце концов, немцы не известны тем, что просто сжигают деньги. Чтобы выяснить, что происходит, мы установили партнерские отношения с Solarwatt, дрезденским производителем и установщиком солнечных панелей, который в 2015 году добавил в свое предложение системы хранения данных.

Компания предоставила нам данные о тысячах своих клиентов6, которые установили солнечные батареи и накопители энергии в период с 2018 по 2020 год, большинство из которых — немецкие домохозяйства. Как ни странно, домохозяйства, когда их спрашивают, почему они купили хранилище, приводят две ключевые причины: 1) увеличение доли потребления солнечной энергии и 2) повышение независимости от коммунальных предприятий (так называемая автаркия).

Мы называем это желанием быть более устойчивым и менее зависимым от оценки экологичности поставщика энергосистемы и стремимся количественно оценить ее с помощью данных, предоставленных Solarwatt — другими словами, понять, насколько домохозяйства ценят использование собственной солнечной энергии, помимо ее финансовой выгоды. , чтобы оправдать свои инвестиции в хранилище.