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深度解讀電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展前景與容量電價(jià)關(guān)系
日期:2021-11-02   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
當(dāng)下,儲(chǔ)能被認(rèn)為是解決新能源隨機(jī)波動(dòng)問(wèn)題的最有效手段,也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要保證。今年4-5月份,儲(chǔ)能相關(guān)政策密集出臺(tái),2019年版《輸配電價(jià)成本監(jiān)審辦法》明確的抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能不進(jìn)入輸配電價(jià),帶來(lái)的行業(yè)不利影響正被逐步修正。

4月21日,國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》(文1),對(duì)儲(chǔ)能發(fā)展的系列問(wèn)題提出了整體思路,新型儲(chǔ)能的市場(chǎng)地位和商業(yè)模式問(wèn)題有望逐步解決。4月30日,發(fā)改委印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見(jiàn)》(文2),針對(duì)抽水蓄能兩部制電價(jià)提出了一系列新的措施和辦法,核心在于通過(guò)容量電價(jià)實(shí)現(xiàn)抽水蓄能的保底收益,為抽水蓄能建設(shè)再次進(jìn)入快車(chē)道掃清了障礙。5月25日,在發(fā)改委出臺(tái)的《關(guān)于“十四五”時(shí)期深化價(jià)格機(jī)制改革行動(dòng)方案的通知》(文3)中,提出要深入推進(jìn)能源價(jià)格改革,完善風(fēng)電、光伏發(fā)電、抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制,建立新型儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制。

但在上述系列政策中,除抽水蓄能價(jià)格機(jī)制取得突破外,以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能僅收獲預(yù)期,實(shí)質(zhì)上的電價(jià)機(jī)制仍不明朗。筆者認(rèn)為,“建立新型儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制”是新型儲(chǔ)能健康發(fā)展的基礎(chǔ)條件,而出臺(tái)針對(duì)新型儲(chǔ)能的容量電價(jià),是適應(yīng)我國(guó)電力發(fā)展現(xiàn)狀的最有效的價(jià)格機(jī)制。

一、為什么要有容量電價(jià)

(一)我國(guó)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力重構(gòu)需求

分析人士經(jīng)常以歐洲為參照來(lái)評(píng)論我國(guó)新能源的發(fā)展,但我國(guó)電力系統(tǒng)有其自身特點(diǎn),其中比較明顯的一點(diǎn)是調(diào)節(jié)能力顯著弱于歐洲:一是煤電是主要調(diào)節(jié)電源,其調(diào)節(jié)能力有限;二是受庫(kù)容量、來(lái)水季節(jié)分明、大水電基地梯級(jí)調(diào)度等原因影響,我國(guó)常規(guī)水電調(diào)節(jié)能力較差;三是抽水蓄能、氣電等靈活性電源占比僅為6%;四是電力市場(chǎng)不健全,利用價(jià)格信號(hào)實(shí)現(xiàn)供需調(diào)節(jié)的作用有限。

盡管如此,我國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能裝機(jī)占比已超過(guò)1/4,西北等區(qū)域電網(wǎng)新能源比例更明顯高于歐洲,我國(guó)在充分挖掘電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,促進(jìn)新能源發(fā)展方面做出的努力走在世界前列。但是,新能源在我國(guó)更大規(guī)模發(fā)展,直至“以新能源為主體”的目標(biāo)實(shí)現(xiàn),再依靠傳統(tǒng)電源的調(diào)節(jié)邊際,以不斷消耗電力系統(tǒng)既有安全裕度為代價(jià)的發(fā)展方式已不可維系。理性審視我國(guó)電源結(jié)構(gòu)問(wèn)題,從頂層設(shè)計(jì)上建立不同電源協(xié)同發(fā)展的價(jià)格機(jī)制,是提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,促進(jìn)新能源發(fā)展的重要前提。

(二)電力系統(tǒng)供電充裕度需求

相對(duì)于新能源的消納問(wèn)題,新能源電力供應(yīng)不足導(dǎo)致限電造成的社會(huì)影響更大,該狀況見(jiàn)于上個(gè)冬天湖南等省市拉閘限電,也出現(xiàn)于美國(guó)大停電事故,而大家津津樂(lè)道的新能源發(fā)展標(biāo)桿德國(guó),由于限核退煤,將同時(shí)面臨用電成本失控和電力短缺的威脅。2021年缺電的陰云越來(lái)越近,夏天未至廣東等地缺電預(yù)兆已紛紛出現(xiàn)。

該問(wèn)題的重要原因在于不同品種電源在電力容量上的匹配,在以煤電、水電為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中,電源的容量和電量是同步增長(zhǎng)的,雖然沒(méi)有容量?jī)r(jià)值的顯性體現(xiàn),但將電源全周期成本分?jǐn)偟诫娏可?,通過(guò)電量和電價(jià)即可回收電源全部投資,從而促進(jìn)發(fā)電企業(yè)投資,保證了電力供應(yīng)的充裕度。

但在全力發(fā)展新能源的當(dāng)下,具有較強(qiáng)容量特性的煤電機(jī)組投資受限,文2出臺(tái)之前抽水蓄能成本不進(jìn)入輸配電價(jià),電化學(xué)儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制尚未理順,而新能源裝機(jī)的高歌猛進(jìn),卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)可調(diào)容量的有效增長(zhǎng),從而造成了系統(tǒng)有效容量的不足。按照統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),新能源在各個(gè)時(shí)段的保證出力,即可考慮進(jìn)入發(fā)用電平衡的容量也許不及總裝機(jī)的10%。如果沒(méi)有足夠儲(chǔ)能設(shè)備,即便如行業(yè)預(yù)測(cè)的,2060年新能源裝機(jī)達(dá)到60億千瓦,在某些時(shí)段只能保證不足6億千瓦的有效發(fā)電。因?yàn)樾履茉捶凑{(diào)峰特性,這些時(shí)段往往會(huì)遇上夏高峰和冬高峰,將造成較為嚴(yán)重的電力短缺。

(三)容量電價(jià)符合我國(guó)國(guó)情

在電力市場(chǎng)建設(shè)中加入明顯的價(jià)格信號(hào),引導(dǎo)調(diào)節(jié)電源準(zhǔn)入和負(fù)荷自調(diào)節(jié),是促進(jìn)發(fā)用電平衡和保證供電充裕度的基礎(chǔ),也是促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。

其市場(chǎng)機(jī)制主要有兩類(lèi):一是電量市場(chǎng)的稀缺電價(jià)機(jī)制,完全由供需關(guān)系確定電量?jī)r(jià)格,在供不應(yīng)求時(shí),電價(jià)上升促進(jìn)電源發(fā)電積極性,同時(shí)抑制一部分電能消費(fèi)需求。由于電力需求剛性較強(qiáng),會(huì)造成電價(jià)大幅上漲,從而推動(dòng)電源投資,該機(jī)制下容量激勵(lì)不直接,是以周期性的缺電和高電價(jià)為代價(jià),來(lái)促進(jìn)容量投資;另一類(lèi)則通過(guò)建立容量市場(chǎng)直接反映容量需求信號(hào),容量?jī)r(jià)格可以由市場(chǎng)交易形成,也可以由政府根據(jù)成本定價(jià)法設(shè)定。該方式具有一定的計(jì)劃性,容量充裕度很大程度取決于監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)未來(lái)容量需求的合理預(yù)測(cè),通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)行資源調(diào)配的作用不如前者。

兩種機(jī)制中,類(lèi)似得州大停電期間價(jià)格飆升的稀缺電價(jià)機(jī)制現(xiàn)階段不適合我國(guó),因?yàn)橄∪彪妰r(jià)主要由尖峰負(fù)荷造成,而尖峰負(fù)荷中很大部分為民用的空調(diào)或采暖負(fù)荷,其持續(xù)時(shí)段雖然不長(zhǎng),但牽涉面廣,社會(huì)影響大。在我國(guó)當(dāng)前的電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)中,民用電為保底供電范圍,設(shè)想得州事件發(fā)生在中國(guó),將造成多大的民生問(wèn)題,所以我國(guó)沒(méi)有為稀缺電價(jià)買(mǎi)單的社會(huì)環(huán)境。相較而言,通過(guò)容量電價(jià)機(jī)制,對(duì)容量投資進(jìn)行直接激勵(lì)能更好保證供電充裕度;同時(shí)通過(guò)納入省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)回收,由全社會(huì)用戶(hù)進(jìn)行分?jǐn)?,能避免電價(jià)飆升等問(wèn)題,是當(dāng)前比較可行的方法。

二、容量電價(jià)的適用范圍

(一)容量電價(jià)是解決儲(chǔ)能發(fā)展問(wèn)題的鑰匙

正是基于此,在新型儲(chǔ)能的商業(yè)模式設(shè)計(jì)和成本疏導(dǎo)方面,文1明確提出的“建立電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站容量電價(jià)機(jī)制”,是解決長(zhǎng)期困擾儲(chǔ)能發(fā)展的商業(yè)模式問(wèn)題的鑰匙。

文2也明確通過(guò)容量電價(jià),體現(xiàn)抽水蓄能電站提供調(diào)頻、調(diào)壓、系統(tǒng)備用和黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)的價(jià)值。容量電價(jià)保證了資本金收益率在6.5%的收益水平,既促進(jìn)有效容量方面的投資,也通過(guò)收益率的鎖定,將抽水蓄能定位在公共服務(wù)的低收益范疇。容量電費(fèi)納入省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)回收(特定電源應(yīng)分?jǐn)偟娜萘侩娰M(fèi)由相關(guān)受益主體承擔(dān)),由全社會(huì)用戶(hù)進(jìn)行分?jǐn)偅m然與“誰(shuí)受益誰(shuí)付費(fèi)”的理想方式相比不那么合理,但在實(shí)時(shí)平衡、相互關(guān)聯(lián)的電網(wǎng)中,到底誰(shuí)受益的界定不那么容易,所以當(dāng)前是現(xiàn)階段各方能接受,操作性較強(qiáng)的方法。

然而,關(guān)于抽水蓄能獨(dú)享容量電價(jià)的問(wèn)題,很多專(zhuān)家提出了不同的意見(jiàn),認(rèn)為是給電源“定身份”的慣性思維。我們支持具有抽水蓄能同等容量備用功能的電源或負(fù)荷獲得相同的容量電價(jià)待遇,鼓勵(lì)通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)方式促進(jìn)容量電價(jià)發(fā)現(xiàn)。


(二)容量電價(jià)適用范圍之辯

但是各電源在容量服務(wù)方面的能力差異較大,哪種電源適合納入容量電價(jià)值得討論。出臺(tái)抽水蓄能的容量電價(jià)的合理性在于:抽水蓄能是一種比較徹底的容量備用,具有啟??焖伲ǚ昼娂?jí))、調(diào)節(jié)范圍廣(-100%~100%)、除檢修時(shí)段外是完全備用狀態(tài)(抽蓄要時(shí)刻保持一種可調(diào)用狀態(tài),除了電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需要外,抽蓄不能自行發(fā)電、抽水)等優(yōu)點(diǎn)。

煤電、燃?xì)?、常?guī)水電等機(jī)組雖然具有容量功能,但相較抽蓄而言是一種“打了折扣”的容量。首先在調(diào)節(jié)范圍方面,均不具備負(fù)荷(抽水)工況,煤電、燃機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)有最低出力要求,啟停時(shí)間也長(zhǎng)于抽蓄;在完全備用方面,煤電、燃機(jī)、常規(guī)水電等機(jī)組只有放棄發(fā)電機(jī)會(huì)才能實(shí)現(xiàn)完全備用,而一般常規(guī)機(jī)組不會(huì)采用,而且煤電、燃機(jī)只有在開(kāi)機(jī)方式下才能實(shí)現(xiàn)較為快速的完全備用狀態(tài),存在較高的運(yùn)行成本,常規(guī)水電由于庫(kù)容與水庫(kù)調(diào)度要求,也無(wú)法隨時(shí)調(diào)節(jié)和保障調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng);在成本方面(表1),如果參照抽水蓄能容量電價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其他電源的單位容量成本(抽水蓄能每kW調(diào)節(jié)范圍為2kW)均高于抽水蓄能,如果放棄發(fā)電權(quán)力完全參與容量市場(chǎng),與抽蓄一致的容量電價(jià)水平不足以支撐投資回收。

綜合上述原因,如果理解容量電費(fèi)是按年購(gòu)買(mǎi)機(jī)組完全備用能力付出的成本,那么非專(zhuān)門(mén)用于系統(tǒng)備用的機(jī)組的暫時(shí)性容量能力參加輔助服務(wù)獲利更合理。當(dāng)然,對(duì)于抽水蓄能,既然通過(guò)容量電價(jià)購(gòu)買(mǎi)了全時(shí)段容量備用,也不應(yīng)該再有獲得輔助服務(wù)的機(jī)會(huì),因?yàn)檩o助服務(wù)功能已經(jīng)被包括在容量服務(wù)里了,文2對(duì)于抽蓄輔助服務(wù)收益確實(shí)有重復(fù)計(jì)算。但電量電價(jià)方面,實(shí)際是對(duì)于抽水蓄能抽四發(fā)三產(chǎn)生的損耗的補(bǔ)償機(jī)制,目的在于對(duì)抽蓄轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行獎(jiǎng)懲,個(gè)人認(rèn)為是合理的。

三、容量電價(jià)與電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展前景

電化學(xué)儲(chǔ)能與抽水蓄能在調(diào)節(jié)范圍、系統(tǒng)備用方面功能一致,而調(diào)節(jié)速度更快、轉(zhuǎn)換效率更高,應(yīng)該享有容量電價(jià)。而通過(guò)電網(wǎng)側(cè)容量電價(jià)促進(jìn)獨(dú)立儲(chǔ)能電站建設(shè),將取代新能源+儲(chǔ)能等方式,成為主要的商業(yè)模式。

(一)新型儲(chǔ)能潛力可期

新能源為主體的新型電力系統(tǒng)場(chǎng)景下,高風(fēng)電、光伏滲透率將超過(guò)2/3,電力系統(tǒng)需要具有高容量的日內(nèi)調(diào)節(jié)能力,以應(yīng)對(duì)光伏的鴨型曲線(xiàn)特性和風(fēng)電波動(dòng)性,也需要有跨季節(jié)的調(diào)節(jié)能力,應(yīng)對(duì)負(fù)荷的“雙高”特性。抽水蓄能開(kāi)發(fā)潛力有限,以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的新型儲(chǔ)能將成為主要的調(diào)節(jié)工具,平均配置時(shí)長(zhǎng)預(yù)計(jì)將遠(yuǎn)高于當(dāng)前的2小時(shí)(具體多長(zhǎng)時(shí)間需要與發(fā)電-負(fù)荷曲線(xiàn)相匹配)。結(jié)合文1提出的“十四五”末新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá) 3000 萬(wàn)千瓦以上,據(jù)此估算2025年新型儲(chǔ)能總?cè)萘吭?0-100GWh之間,儲(chǔ)能容量年復(fù)合增長(zhǎng)將超過(guò)65%,其中電化學(xué)儲(chǔ)能將占大半。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),需要電化學(xué)儲(chǔ)能容量電價(jià)的早日助力。

(二)成熟的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)是前提

出臺(tái)電化學(xué)儲(chǔ)能容量電價(jià)具有較大的合理性,也受到國(guó)家相關(guān)部委的高度重視,但是,針對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能的容量電價(jià)出臺(tái)尚需時(shí)日。首先,獨(dú)立電化學(xué)儲(chǔ)能電站需要有成熟的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)方面,4.16事故后,雖然市場(chǎng)給予了比較樂(lè)觀的解讀,但談鋰色變的心理仍然存在,在儲(chǔ)能發(fā)展大邏輯不變的前提下,對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)成熟度的信心畢竟需要長(zhǎng)期修復(fù)。電化學(xué)儲(chǔ)能電站的頻繁、大幅度調(diào)節(jié)實(shí)踐,以及經(jīng)受多變和極端的電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境考驗(yàn)較少,其成熟度如何仍需時(shí)間證明。

標(biāo)準(zhǔn)方面,參照抽水蓄能,每千瓦容量電價(jià)背后是標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng)、機(jī)組壽命、調(diào)頻調(diào)壓能力等要求。但電化學(xué)儲(chǔ)能方面缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),首先在調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng)方面,現(xiàn)在各地要求都差異明顯。電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能要享有容量電價(jià),調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng)不一定要向抽蓄看齊,但也要根據(jù)新型電力系統(tǒng)需求進(jìn)行設(shè)計(jì),只有將每千瓦容量背后的性能標(biāo)準(zhǔn)化,形成具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站示范項(xiàng)目,才有具體的參考標(biāo)的,推動(dòng)電化學(xué)儲(chǔ)能容量電價(jià)出臺(tái)。

(三)合理確定電化學(xué)儲(chǔ)能容量電價(jià)水平是難題

除了電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)完善外,電化學(xué)儲(chǔ)能容量電價(jià)水平的確定也是難題之一?,F(xiàn)階段電化學(xué)儲(chǔ)能度電成本是抽水蓄能的2.5-3倍,為促進(jìn)電化學(xué)儲(chǔ)能這一戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,其容量電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)必大幅高于抽水蓄能標(biāo)準(zhǔn),但可能造成社會(huì)用電成本的攀升。針對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能的差別化容量電價(jià)也不利于具有同等作用電源之間的公平競(jìng)爭(zhēng),必將面對(duì)抽水蓄能、需求響應(yīng)、氣電等靈活性資源的挑戰(zhàn)。

所以電化學(xué)儲(chǔ)能的差別化容量電價(jià)政策只能是一個(gè)過(guò)度階段,可能伴隨著競(jìng)價(jià)過(guò)程實(shí)現(xiàn)容量電價(jià)水平快速下降。后續(xù)發(fā)展過(guò)程中,電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)還需錨定抽蓄的容量電價(jià)標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)技術(shù)革新不斷降低成本,在同等電價(jià)條件下實(shí)現(xiàn)盈利(注意電化學(xué)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換效率更高,在電量電價(jià)方面更有優(yōu)勢(shì)),真正實(shí)現(xiàn)電化學(xué)儲(chǔ)能的可持續(xù)發(fā)展。

原標(biāo)題: 深度解讀電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展前景與容量電價(jià)關(guān)系
 
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