國(guó)外新型儲(chǔ)能政策研究及對(duì)中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的啟示
李敬如, 萬(wàn)志偉, 宋毅, 孫充勃, 金強(qiáng)
國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司,北京 102209
李敬如, 萬(wàn)志偉, 宋毅, 孫充勃, 金強(qiáng)
國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司,北京 102209
引用本文
李敬如, 萬(wàn)志偉, 宋毅, 等. 國(guó)外新型儲(chǔ)能政策研究及對(duì)中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的啟示[J]. 中國(guó)電力, 2022, 55(11): 1-9.
LI Jingru, WAN Zhiwei, SONG Yi, et al. Research on new type energy storage policies of overseas countries and inspirations to energy storage development in china[J]. Electric Power, 2022, 55(11): 1-9.
引言
新型儲(chǔ)能作為一種靈活性資源,是支撐新能源大規(guī)模并網(wǎng)的重要技術(shù)手段。近年來(lái),美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家在推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型的過(guò)程中,出臺(tái)了一系列促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展的政策法規(guī),有效推動(dòng)了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
截至2021年底,全球儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模為25.4 GW(不含抽水蓄能)。其中,中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞占主要份額,裝機(jī)規(guī)模分別為5.7 GW、6.5 GW、2.1 GW、1.0 GW,排名世界前十[1]。
根據(jù)美國(guó)能源信息署(EIA)公布數(shù)據(jù),2020—2023年,美國(guó)儲(chǔ)能年度新增規(guī)模預(yù)計(jì)從1.4 GW增長(zhǎng)到5 GW,與風(fēng)、光等新能源年度新增規(guī)模的配置比例由5.6%上升到24.4%[2]。相較而言,中國(guó)2021年風(fēng)、光等新能源新增規(guī)模為101 GW,儲(chǔ)能新增規(guī)模為2.45 GW,平均配置比例僅為2.4%[1],發(fā)展建設(shè)明顯滯后于新能源。
雖然中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模龐大,且發(fā)展?jié)摿薮螅悄壳吧刑幱谏虡I(yè)化初期,市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模式不成熟,市場(chǎng)投資意愿較低,因此,2021年新增儲(chǔ)能中電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能占比較高,分別為41%和35%,用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能占比僅為24%,在促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展的政策和市場(chǎng)方面與美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家存在明顯的區(qū)別。
1.美國(guó)儲(chǔ)能政策
美國(guó)近幾年儲(chǔ)能發(fā)展迅速,是全球規(guī)模最大的儲(chǔ)能市場(chǎng),同時(shí)美國(guó)也是發(fā)布儲(chǔ)能相關(guān)政策最為活躍的國(guó)家,聯(lián)邦和各州從財(cái)稅支持政策、參與電力市場(chǎng)機(jī)制、明確發(fā)展目標(biāo)等方面,出臺(tái)了系列政策、法規(guī)支持儲(chǔ)能發(fā)展。
1.1 財(cái)稅支持
美國(guó)聯(lián)邦政府層面的財(cái)稅支持政策主要包括加速成本回收(MACRS)和投資稅收減免(ITC)兩方面。其中,獨(dú)立儲(chǔ)能或者75%以下充電量來(lái)自光伏的儲(chǔ)能設(shè)施可享受為期7年的MACRS補(bǔ)貼,75%及以上充電量來(lái)自光伏的儲(chǔ)能可享受為期5年的MACRS補(bǔ)貼和最高30%的稅收減免[3]。為進(jìn)一步激勵(lì)獨(dú)立儲(chǔ)能發(fā)展,2021年11月美國(guó)眾議院通過(guò)《Build Back Better》法案,提出5 kW·h以上儲(chǔ)能系統(tǒng)最高可享受30%的稅收減免[4]。
除此之外,美國(guó)各州政府也出臺(tái)了相應(yīng)的財(cái)稅支持政策。2018年11月,馬薩諸塞州通過(guò)《太陽(yáng)能可再生能源目標(biāo)(SMART)》,明確提出為光伏配套的儲(chǔ)能提供最高0.06美元/(kW·h)的發(fā)電補(bǔ)貼[5]。加利福尼亞州2009年將儲(chǔ)能納入自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃(SGIP)的補(bǔ)貼范圍,并在2021年12月進(jìn)一步明確儲(chǔ)能安裝補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為0.18~0.5美元/(W·h)[6]。2022年,加利福尼亞州要求所有商業(yè)建筑配置“光伏+儲(chǔ)能”,限制光伏反送電量不超過(guò)發(fā)電量的10%。
早期,美國(guó)主要對(duì)光伏設(shè)施提供財(cái)稅補(bǔ)貼,而配套建設(shè)儲(chǔ)能也能享受相應(yīng)的優(yōu)惠,但是近年來(lái),聯(lián)邦政府對(duì)獨(dú)立儲(chǔ)能更加重視,尤其是在光伏規(guī)模逐漸擴(kuò)大的情況下,儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)能力將會(huì)發(fā)揮更大的作用,因此,政府通過(guò)獨(dú)立儲(chǔ)能優(yōu)惠政策和限制光伏反送等方式鼓勵(lì)儲(chǔ)能的建設(shè)。
1.2 市場(chǎng)機(jī)制
自2007年起,為促進(jìn)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng),美國(guó)多次完善電力市場(chǎng)交易機(jī)制。美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)(FERC)分別于2007年和2008年發(fā)布890號(hào)法令和719號(hào)法令,要求區(qū)域輸電組織/獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(RTO/ISO)允許儲(chǔ)能進(jìn)入電力批發(fā)市場(chǎng)。2011年發(fā)布的755號(hào)法令、2013年發(fā)布的784號(hào)法令和792號(hào)法令對(duì)儲(chǔ)能參與調(diào)頻服務(wù)做出明確規(guī)定,要求各區(qū)域市場(chǎng)允許儲(chǔ)能參與各類(lèi)服務(wù)市場(chǎng)并獲得相應(yīng)的收益。美國(guó)充分認(rèn)可了儲(chǔ)能作為靈活性調(diào)節(jié)資源對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的作用,從聯(lián)邦政策層面確保了用戶(hù)投資建設(shè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的盈利方式。
雖然FERC在2007—2013年間發(fā)布的各項(xiàng)法令規(guī)定了儲(chǔ)能能夠參與各類(lèi)電力市場(chǎng),但是其他法令和RTO/ISO的部分規(guī)定對(duì)于儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)有一定限制,市場(chǎng)機(jī)制繁瑣復(fù)雜,影響了美國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)的增長(zhǎng)前景。因此FERC在2018年發(fā)布第841號(hào)法令,要求RTOs和ISOs消除儲(chǔ)能參與容量市場(chǎng)、能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的障礙條款,針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的物理、運(yùn)行特性,建立包含市場(chǎng)規(guī)則在內(nèi)的參與模型,為儲(chǔ)能參與批發(fā)市場(chǎng)創(chuàng)造條件[7]。2020年,F(xiàn)ERC發(fā)布第2222號(hào)法令,放開(kāi)屋頂太陽(yáng)能、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能等分布式資源進(jìn)入電力市場(chǎng),為儲(chǔ)能的成本回收和盈利提供良好的市場(chǎng)環(huán)境[8]。
市場(chǎng)機(jī)制的完善對(duì)于儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展具有明顯的促進(jìn)作用,也有利于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。從區(qū)域分布看,大約74%的大規(guī)模電池儲(chǔ)能部署在RTO/ISO地區(qū)[9]。美國(guó)最大的區(qū)域性電力市場(chǎng)(PJM市場(chǎng))中,電池儲(chǔ)能以調(diào)頻服務(wù)為主,平均持續(xù)放電時(shí)間為45 min,2017年為系統(tǒng)提供了46.5%的調(diào)頻需求。加州電力市場(chǎng)中,電池儲(chǔ)能以提升電網(wǎng)可靠性服務(wù)為主,平均持續(xù)放電時(shí)間為4 h,2020年8月,極端高溫天氣、新能源出力不穩(wěn)定、靈活性資源不足等因素導(dǎo)致電力供需緊張,加州實(shí)施居民用戶(hù)輪流停電措施,儲(chǔ)能設(shè)施起到了支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的作用。
1.3 發(fā)展規(guī)劃
聯(lián)邦政府層面尚未制定明確的儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo),但I(xiàn)EA對(duì)未來(lái)幾年的儲(chǔ)能規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè),如圖1所示,預(yù)計(jì)到2023年,美國(guó)大型儲(chǔ)能總規(guī)模將超過(guò)12 GW,其中約40%的大型儲(chǔ)能將部署在加州市場(chǎng)[9]。
圖1 美國(guó)2015—2023年大型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模
Fig.1 Large-scale energy storage cumulative power capacity from 2015 to 2023 of the United States
美國(guó)多個(gè)州制定了清潔能源發(fā)展計(jì)劃,明確了儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo),如表1所示。以加利福尼亞州為例,2022年2月,其公共事業(yè)委員會(huì)(CPUC)批準(zhǔn)了一項(xiàng)長(zhǎng)期清潔能源計(jì)劃,提出到2032年新增新能源25.50 GW、儲(chǔ)能14.75 GW。儲(chǔ)能新增規(guī)模達(dá)到新能源新增規(guī)模的58%[10]。同時(shí),加利福尼亞州通過(guò)自上而下的采購(gòu)指令,要求PG&E、SCE、SDG&E等公用事業(yè)公司部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng),以推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
表1 美國(guó)部分州清潔能源發(fā)展計(jì)劃
Table 1 Clean energy plans of some states in the United States
目前,為滿(mǎn)足新能源快速發(fā)展需求,加利福尼亞州正在積極部署“光伏+儲(chǔ)能”項(xiàng)目,如表2所示,儲(chǔ)能配置比例大多超過(guò)40%,充放電時(shí)長(zhǎng)以4 h為主。
表2 加州典型“光伏+儲(chǔ)能”項(xiàng)目
Table 2 Typical “solar + storage” projects in California
2.英國(guó)儲(chǔ)能政策
英國(guó)主要依托其成熟的電力市場(chǎng)機(jī)制,通過(guò)政策不斷完善市場(chǎng)機(jī)制,為儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)交易提供良好的市場(chǎng)環(huán)境,對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新提供資金支持,推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化規(guī)模化發(fā)展。
2.1 完善市場(chǎng)機(jī)制
英國(guó)電力和燃?xì)馐袌?chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)(Ofgem)最早在2004年修訂的《電力法》中明確規(guī)定發(fā)電行業(yè)的監(jiān)管規(guī)則適用于電力存儲(chǔ)的設(shè)施[11]。但Ofgem對(duì)于儲(chǔ)能的定義模糊不清,儲(chǔ)能作為發(fā)電主體和終端用戶(hù),參與市場(chǎng)存在較大的限制。直到2017年,英國(guó)商務(wù)能源與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)和Ofgem聯(lián)合發(fā)布《Upgrading Our Energy System:Smart Systems and Flexibility Plan》,將儲(chǔ)能作為發(fā)電主體的單一分類(lèi),而不是終端消費(fèi)用戶(hù),強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)能在削峰填谷和電力供應(yīng)保障等方面的作用,計(jì)劃在儲(chǔ)能定義、規(guī)劃、并網(wǎng)、補(bǔ)貼、交易機(jī)制等方面進(jìn)行調(diào)整,消除儲(chǔ)能在市場(chǎng)監(jiān)管等方面的障礙,構(gòu)建靈活電力市場(chǎng)機(jī)制,推動(dòng)英國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展[12]。
在市場(chǎng)監(jiān)管方面,英國(guó)將50 MW及以上的儲(chǔ)能項(xiàng)目(威爾士地區(qū)為350 MW以上)納入國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目,由中央政府進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃審批[12],延長(zhǎng)了大型儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)流程。2020年7月,BEIS取消國(guó)家規(guī)劃中對(duì)儲(chǔ)能部署容量的限制,允許英格蘭地區(qū)部署50 MW以上儲(chǔ)能、威爾士地區(qū)部署350 MW以上儲(chǔ)能,由地方政府進(jìn)行規(guī)劃審批,項(xiàng)目規(guī)劃周期預(yù)期縮短3個(gè)月以上[13]。
在儲(chǔ)能并網(wǎng)方面,為了實(shí)現(xiàn)輸配電網(wǎng)建設(shè)成本的回收,英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商向用戶(hù)和發(fā)電主體征收平衡服務(wù)系統(tǒng)使用費(fèi),由于早期電力法對(duì)儲(chǔ)能的定義不清,具備充放電特性的儲(chǔ)能會(huì)被雙重收費(fèi),產(chǎn)生高額過(guò)網(wǎng)費(fèi),降低了儲(chǔ)能的實(shí)際運(yùn)營(yíng)收益。2020年5月,Ofgem明確提出對(duì)儲(chǔ)能的電價(jià)政策進(jìn)行修訂,將儲(chǔ)能作為發(fā)電主體,在放電時(shí)收取費(fèi)用[14]。
在參與市場(chǎng)方面,英國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目參與電力市場(chǎng)獲利主要包括峰谷套利、輔助服務(wù)、容量市場(chǎng)等,儲(chǔ)能參與容量市場(chǎng)的收益較低,但是可以同時(shí)參與其他電力市場(chǎng)以提高收益。
在峰谷套利方面,目前,英國(guó)日前市場(chǎng)的平均價(jià)差顯著提高,儲(chǔ)能價(jià)格不斷下降,獨(dú)立儲(chǔ)能或新能源配套儲(chǔ)能通過(guò)平衡單元等負(fù)荷聚合商參與日前市場(chǎng)和平衡市場(chǎng),已基本具備盈利能力。2022年2月17日的英國(guó)日前市場(chǎng)電價(jià)如圖2所示,峰谷電價(jià)差達(dá)到200歐元/(MW·h),2 h和4 h儲(chǔ)能的平均峰谷套利價(jià)差為192歐元/(MW·h)、160歐元/(MW·h)左右。據(jù)測(cè)算分析,2、4 h儲(chǔ)能日均套利價(jià)差達(dá)到149歐元/(MW·h)(約合人民幣1.02元/(kW·h))、111歐元/(MW·h)(約合人民幣0.76元/(kW·h)),即可實(shí)現(xiàn)盈利(目標(biāo)杠桿回報(bào)率為10%)。
圖2 2022年2月17日英國(guó)日前電力市場(chǎng)電價(jià)
Fig.2 Electricity price in day-ahead market of the United Kingdom on February 17, 2022
Fig.2 Electricity price in day-ahead market of the United Kingdom on February 17, 2022
在輔助服務(wù)方面,英國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目主要參與固定頻率響應(yīng)(FFR)和增強(qiáng)頻率響應(yīng)(EFR)等服務(wù)。FFR要求一次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間10 s,持續(xù)時(shí)間20 s,二次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間30 s,持續(xù)時(shí)間30 min[15],一般由可再生能源、儲(chǔ)能、負(fù)荷參與,2018年,英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)將FFR合同從2年延長(zhǎng)至4年,提高了儲(chǔ)能參與FFR的收入穩(wěn)定性。2015年底,英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)引入EFR服務(wù)品種,調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間1 s以?xún)?nèi),以實(shí)現(xiàn)更短時(shí)間的系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)[16],目前EFR調(diào)頻需求主要由儲(chǔ)能滿(mǎn)足,市場(chǎng)規(guī)模從2016年的200 MW增長(zhǎng)到2021年的1.2 GW。
2.2 財(cái)政補(bǔ)貼
2019年4月起,英國(guó)取消了針對(duì)小型低碳能源的上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策(feed in tariff,F(xiàn)IT),戶(hù)用光伏平價(jià)上網(wǎng),延緩了戶(hù)用光伏市場(chǎng)的增長(zhǎng)。在缺乏相應(yīng)財(cái)稅補(bǔ)貼的情況下,戶(hù)用光伏配套儲(chǔ)能和戶(hù)用儲(chǔ)能發(fā)展緩慢,隨著電價(jià)差的增大,戶(hù)用光儲(chǔ)和儲(chǔ)能將迎來(lái)快速增長(zhǎng)。
相比之下,英國(guó)對(duì)于大型儲(chǔ)能和儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新提供了一定的資金支持。2017年,英國(guó)政府開(kāi)展法拉第電池挑戰(zhàn)計(jì)劃(Faraday Battery Challenge),到2022年累計(jì)為儲(chǔ)能項(xiàng)目提供了3.3億英鎊的資金支持,其中1.08億英鎊用于高校等獨(dú)立機(jī)構(gòu)研究電化學(xué)儲(chǔ)能前沿技術(shù)、市場(chǎng)分析和商業(yè)化等,0.9億英鎊用于商業(yè)合作機(jī)構(gòu)研究?jī)?chǔ)能成本、性能、回收等,1.2億英鎊用于建設(shè)英國(guó)電池工業(yè)中心,實(shí)現(xiàn)電池產(chǎn)能提升和規(guī)?;蚧季?。2020年11月,英國(guó)政府提出的“綠色工業(yè)變革十項(xiàng)關(guān)鍵計(jì)劃”[17]中計(jì)劃提供1億英鎊支持能量存儲(chǔ)和靈活性創(chuàng)新技術(shù)的研究,以實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源系統(tǒng)下小時(shí)、天、月等不同時(shí)間尺度的能量存儲(chǔ)。
3.澳大利亞儲(chǔ)能政策
與美國(guó)相似,澳大利亞為了促進(jìn)儲(chǔ)能的快速發(fā)展,在財(cái)稅支持、市場(chǎng)機(jī)制和發(fā)展規(guī)劃等方面制定了較為全面的支持政策,但澳大利亞政府對(duì)戶(hù)用光儲(chǔ)的補(bǔ)貼力度較大,因此戶(hù)用儲(chǔ)能的發(fā)展規(guī)模明顯快于大型儲(chǔ)能。
3.1 財(cái)稅支持政策
在大型電池儲(chǔ)能項(xiàng)目方面,2012年,澳大利亞可再生能源署(ARENA)成立,為可再生能源技術(shù)從早期的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)創(chuàng)新到商業(yè)領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用提供資金支持。截至2021年,ARENA已累計(jì)為39個(gè)電池儲(chǔ)能項(xiàng)目提供2.2億澳元資金支持,項(xiàng)目總價(jià)值超過(guò)9.7億澳元[18]。2022年ARENA明顯加大了對(duì)大型儲(chǔ)能的支持力度,公布了新一期的1億澳元儲(chǔ)能項(xiàng)目資金支持計(jì)劃,用于建設(shè)電網(wǎng)側(cè)大型儲(chǔ)能,為電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻等系統(tǒng)服務(wù)[19]。2012年,澳大利亞政府發(fā)布了清潔能源金融公司法案,根據(jù)法案成立了清潔能源金融公司(CEFC),計(jì)劃拿出100億澳元用于澳大利亞可再生能源、能源效率和低排放技術(shù)的商業(yè)化和部署,同時(shí)成立了清潔能源創(chuàng)新基金,為清潔能源項(xiàng)目提供貸款、融資等資金支持,2020—2021年期間,CEFC在可再生能源領(lǐng)域投入超過(guò)8.1億澳元。
在戶(hù)用光儲(chǔ)和儲(chǔ)能方面,能源市場(chǎng)委員會(huì)(AEMC)通過(guò)上網(wǎng)電價(jià)(FIT)為家庭建設(shè)戶(hù)用光伏提供補(bǔ)貼,積極推動(dòng)屋頂光伏發(fā)展。目前,已有超過(guò)30%的家庭安裝屋頂光伏,除此之外,澳大利亞電價(jià)近幾年也在不斷上漲,為光伏配套儲(chǔ)能提供了巨大的發(fā)展空間。2021年8月,AEMC規(guī)定電力公司可以調(diào)整光伏上網(wǎng)電價(jià),并在光伏大規(guī)模返送時(shí)向光伏用戶(hù)征收上網(wǎng)費(fèi),激發(fā)了戶(hù)用光伏配套儲(chǔ)能的需求[20]。
在市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上,澳大利亞各州政府出臺(tái)無(wú)息貸款、投資補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)戶(hù)用型儲(chǔ)能發(fā)展。2021年12月,新南威爾士州政府修訂《Enpowering Homes Solar Battery Loan》計(jì)劃,向戶(hù)用型光儲(chǔ)、儲(chǔ)能提供最高14 000澳元、9 000澳元的無(wú)息貸款[21]。2022年2月,維多利亞州修訂《Solar Victoria》計(jì)劃,向用戶(hù)提供最高3 500澳元的光伏配套儲(chǔ)能投資補(bǔ)貼[22];北領(lǐng)地政府制定了《家庭和企業(yè)電池計(jì)劃(HBBS)》,為用戶(hù)型儲(chǔ)能提供450澳元/(kW·h)、最多不超過(guò)6 000澳元的投資補(bǔ)貼[23]。其他各州也紛紛出臺(tái)與戶(hù)用儲(chǔ)能相關(guān)的補(bǔ)貼政策,進(jìn)一步推動(dòng)戶(hù)用儲(chǔ)能的規(guī)模化發(fā)展。
3.2 市場(chǎng)機(jī)制
澳大利亞的戶(hù)用儲(chǔ)能在財(cái)政補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上,通過(guò)峰谷套利、虛擬電廠等方式參與市場(chǎng)并獲取收益,而大型儲(chǔ)能項(xiàng)目則通過(guò)參與國(guó)家電力市場(chǎng)(NEM)盈利。NEM由澳大利亞政府電力部門(mén)在1998年成立,由AEMC負(fù)責(zé)制定規(guī)則、能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)(AER)進(jìn)行監(jiān)管、能源市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)(AEMO)進(jìn)行運(yùn)營(yíng),覆蓋澳大利亞6個(gè)州及地區(qū)。NEM的市場(chǎng)機(jī)制較為成熟,但是針對(duì)大型儲(chǔ)能的規(guī)則尚不完善,充放電特性要求儲(chǔ)能在發(fā)電主體和用戶(hù)兩種類(lèi)別進(jìn)行注冊(cè),雙重收費(fèi)機(jī)制影響了大型儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的收益。因此,2021年12月,AEMC規(guī)定儲(chǔ)能可以注冊(cè)為綜合資源供應(yīng)商(IRP),作為單一主體參與市場(chǎng),解決了儲(chǔ)能設(shè)施參與NEM的注冊(cè)流程繁瑣、收益降低等問(wèn)題。
在NEM市場(chǎng)中,大型儲(chǔ)能主要參與輔助服務(wù)市場(chǎng)和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)獲取收益,2021年澳大利亞在運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目參與輔助服務(wù)市場(chǎng)以提供頻率控制和輔助服務(wù)(FCAS)為主,儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)大多為1~2 h,收入占總收入的80%左右。2021年10月,AEMC將NEM市場(chǎng)結(jié)算機(jī)制由30 min調(diào)整為5 min,進(jìn)一步提高了儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的盈利能力。
在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)方面,AEMC規(guī)定電價(jià)不得大于15000澳元/(MW·h),不得小于–1000澳元/(MW·h),參考NEM公布的實(shí)時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù),峰段電價(jià)一般大于600澳元/(MW·h),谷段電價(jià)一般小于300澳元/(MW·h),基本滿(mǎn)足盈利要求,隨著可再生能源發(fā)電占比增加,電價(jià)波動(dòng)加大,大型儲(chǔ)能通過(guò)峰谷套利獲得的收益會(huì)進(jìn)一步提升。
3.3 發(fā)展規(guī)劃
2021年12月,澳大利亞能源市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)(AEMO)發(fā)布2022年綜合能源計(jì)劃(ISP2022),計(jì)劃到2049年儲(chǔ)能規(guī)模接近60 GW,預(yù)測(cè)規(guī)模如圖3所示[24]。其中,戶(hù)用型儲(chǔ)能(含光儲(chǔ))占比70%,大型電池儲(chǔ)能占比20%,抽蓄等其他儲(chǔ)能占比10%。
圖3 AEMO儲(chǔ)能規(guī)模預(yù)測(cè)
Fig.3 AEMO forecast of energy storage capacity
Fig.3 AEMO forecast of energy storage capacity
4.中國(guó)儲(chǔ)能政策
國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能發(fā)展起步較晚,從2021年開(kāi)始,國(guó)家發(fā)改委、能源局相繼發(fā)布一系列政策,促進(jìn)新型儲(chǔ)能發(fā)展。2022年2月,國(guó)家發(fā)改委、能源局印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》,從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)3個(gè)方面給出了新型儲(chǔ)能規(guī)?;l(fā)展的思路和措施,并在市場(chǎng)體系、價(jià)格機(jī)制、商業(yè)模式等方向進(jìn)一步加快新型儲(chǔ)能市場(chǎng)化步伐[25]。2022年6月,國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)和調(diào)度運(yùn)用的通知》[26],進(jìn)一步明確新型儲(chǔ)能市場(chǎng)定位,建立完善相關(guān)市場(chǎng)機(jī)制、價(jià)格機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制,引導(dǎo)新型儲(chǔ)能行業(yè)有序發(fā)展。
在儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃層面,湖北、浙江、廣東、安徽、河北、內(nèi)蒙古等省市明確提出儲(chǔ)能規(guī)劃,如表3所示,到2025年新型儲(chǔ)能裝機(jī)共計(jì)39.7 GW。其中青海、甘肅儲(chǔ)能規(guī)模最大,2025年新型儲(chǔ)能預(yù)計(jì)裝機(jī)6 GW。
表3 中國(guó)各省市儲(chǔ)能規(guī)劃
Table 3 Energy storage plans of provinces and cities in China
在新能源配套儲(chǔ)能方面,目前國(guó)內(nèi)光伏、風(fēng)電接入規(guī)模龐大,為確保新能源消納和電網(wǎng)安全,20個(gè)?。ㄊ小⒆灾螀^(qū))出臺(tái)了集中式風(fēng)電、光伏項(xiàng)目強(qiáng)制配套儲(chǔ)能的政策要求,但儲(chǔ)能配置比例不高,約為10%~20%,配置時(shí)長(zhǎng)以1~2 h為主。2021年12月,河北省、遼寧省對(duì)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的要求已提高到4 h。同時(shí),少數(shù)地區(qū)出臺(tái)了分布式光伏項(xiàng)目配置儲(chǔ)能的政策要求,山東省棗莊市于2021年11月發(fā)布《棗莊市分布式光伏開(kāi)發(fā)建設(shè)規(guī)范(試行)》,提出按照裝機(jī)容量的15%~30%、時(shí)長(zhǎng)2~4 h配置儲(chǔ)能設(shè)施,或租賃同等容量的共享儲(chǔ)能設(shè)施。
在市場(chǎng)機(jī)制方面,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有儲(chǔ)能設(shè)施主要通過(guò)峰谷電價(jià)套利、輔助服務(wù)獲取收益。2021年7月,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》,提出科學(xué)劃分峰谷時(shí)段,建立尖峰電價(jià)機(jī)制,健全季節(jié)性電價(jià)機(jī)制。根據(jù)各省調(diào)研情況,儲(chǔ)能的建設(shè)成本在1 700元/(kW·h)左右,每天充放電2次,分別在谷段和平段充電,在峰段放電,投資回收期為6~8年。2021年12月,國(guó)家能源局發(fā)布《電力并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》以及《電力輔助服務(wù)管理辦法》,明確將用戶(hù)側(cè)新型儲(chǔ)能納入提供輔助服務(wù)的主體范圍,并在原有調(diào)頻調(diào)峰的基礎(chǔ)上,增加了爬坡、黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)品種。大多省份(區(qū)域)也出臺(tái)了儲(chǔ)能參與調(diào)峰輔助服務(wù)相關(guān)辦法和運(yùn)營(yíng)規(guī)則。參與調(diào)峰的儲(chǔ)能準(zhǔn)入門(mén)檻規(guī)模均在5 MW/10 MW·h及以上,申報(bào)價(jià)格上限以0.4~0.6元/(kW·h)居多。
在補(bǔ)貼方面,目前有3個(gè)省份及10個(gè)地市明確了通過(guò)地方財(cái)政對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目給予補(bǔ)貼。青海省對(duì)“新能源+儲(chǔ)能”“水電+新能源+儲(chǔ)能”項(xiàng)目中自發(fā)自?xún)?chǔ)設(shè)施所發(fā)售的省內(nèi)電網(wǎng)電量,給予0.10元/(kW·h)運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼(經(jīng)省工業(yè)和信息化廳認(rèn)定使用本省產(chǎn)儲(chǔ)能電池60%以上的項(xiàng)目,在上述補(bǔ)貼基礎(chǔ)上,再增加0.05元/(kW·h)補(bǔ)貼),補(bǔ)貼期2年。浙江省對(duì)調(diào)峰項(xiàng)目(年利用小時(shí)數(shù)不低于600 h)給予容量補(bǔ)償,補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)逐年退坡,補(bǔ)貼期暫定3年(按200元/(kW·年)、180元/(kW·年)、170元/(kW·年)退坡)。目前來(lái)看,政府補(bǔ)貼仍是小范圍采用的激勵(lì)政策,補(bǔ)貼期普遍為2~3年,是當(dāng)前儲(chǔ)能商業(yè)模式尚不足以回收投資情況下不得已而采取的輔助措施。
5.國(guó)外儲(chǔ)能發(fā)展對(duì)中國(guó)的借鑒和啟示
5.1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能政策總結(jié)
隨著各國(guó)碳排放目標(biāo)的確立,新能源發(fā)展不斷提速,儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的作用日益凸顯。美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)在財(cái)稅支持、發(fā)展規(guī)劃、市場(chǎng)機(jī)制等方面的政策有效促進(jìn)了儲(chǔ)能的進(jìn)一步增長(zhǎng),而中國(guó)雖然起步較晚,規(guī)模增長(zhǎng)迅速,但在政策上存在相似的一些特點(diǎn)和各自的優(yōu)勢(shì)。
(1)各類(lèi)儲(chǔ)能政策的適用范圍和局限性有所不同。
財(cái)稅支持政策是在儲(chǔ)能成本較高、投資經(jīng)濟(jì)性較低的起步階段下采取的短期激勵(lì)性政策,主要適用于戶(hù)用儲(chǔ)能和前沿示范儲(chǔ)能技術(shù)的研究,推動(dòng)效果顯著,以澳大利亞為例,在各州補(bǔ)貼政策刺激下,戶(hù)用儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模在2021年底達(dá)到132 6 MW。但財(cái)稅補(bǔ)貼應(yīng)當(dāng)作為儲(chǔ)能發(fā)展階段的過(guò)渡性措施,隨著儲(chǔ)能規(guī)模不斷增長(zhǎng)需要逐步退出,澳大利亞各州的財(cái)稅補(bǔ)貼呈梯度式下降,實(shí)現(xiàn)了戶(hù)用儲(chǔ)能增長(zhǎng)的平滑過(guò)渡,而英國(guó)財(cái)稅補(bǔ)貼的直接退出則導(dǎo)致了戶(hù)用儲(chǔ)能發(fā)展的停滯。國(guó)內(nèi)目前對(duì)儲(chǔ)能的補(bǔ)貼政策較少,且居民用戶(hù)電價(jià)差小,收益低,戶(hù)用儲(chǔ)能整體發(fā)展緩慢。
儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃是考慮國(guó)家及地區(qū)電力發(fā)展布局制定的長(zhǎng)期計(jì)劃,主要適用于對(duì)儲(chǔ)能的整體布局,輔助相關(guān)政策的制定。美國(guó)加州的采購(gòu)指令和國(guó)內(nèi)新能源配套儲(chǔ)能的政策規(guī)定,可以有效推動(dòng)電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的建設(shè),因此國(guó)內(nèi)電源側(cè)及電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模占比達(dá)到70%。但在英國(guó)、澳大利亞政府未做強(qiáng)制約束的情況下對(duì)儲(chǔ)能的促進(jìn)作用不明顯。
市場(chǎng)機(jī)制主要面向參與各類(lèi)電力市場(chǎng)的儲(chǔ)能,通過(guò)完善電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)可以有效提升儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性,通過(guò)市場(chǎng)手段滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的各類(lèi)需求。以美國(guó)為例,大部分儲(chǔ)能都布置在電力市場(chǎng)完善區(qū)域,加州市場(chǎng)更是占比接近40%,有效滿(mǎn)足供電可靠性提升、調(diào)峰調(diào)頻、新能源消納等需求。相比之下,國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)尚不完善,參與電力市場(chǎng)的限制較多,用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能主要通過(guò)峰谷套利獲取收益,僅部分地區(qū)的電價(jià)差能夠收回成本,用戶(hù)投資儲(chǔ)能的積極性較低,儲(chǔ)能的靈活調(diào)節(jié)作用無(wú)法充分發(fā)揮。
(2)儲(chǔ)能支持政策需要與儲(chǔ)能發(fā)展階段、電力發(fā)展布局相適應(yīng)。
從儲(chǔ)能發(fā)展階段看,早期儲(chǔ)能規(guī)模較小,以試驗(yàn)應(yīng)用為主,建設(shè)投資成本較高,市場(chǎng)參與度較低。因此,雖然美國(guó)和英國(guó)分別在2007年和2004年對(duì)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)進(jìn)行規(guī)定,但參與市場(chǎng)的限制和障礙較多。為鼓勵(lì)儲(chǔ)能發(fā)展,美國(guó)和澳大利亞分別在2009年和2012年出臺(tái)財(cái)稅支持政策。隨著儲(chǔ)能成本下降,進(jìn)入快速增長(zhǎng)期,參與電力市場(chǎng)以提升收益的需求增加,美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞相繼發(fā)布法令將儲(chǔ)能視為獨(dú)立市場(chǎng)主體,簡(jiǎn)化流程,掃清參與市場(chǎng)的障礙。近兩年,儲(chǔ)能進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段,美國(guó)各州、澳大利亞將儲(chǔ)能納入能源發(fā)展計(jì)劃,對(duì)未來(lái)不同階段的儲(chǔ)能規(guī)模提出要求。
從電力發(fā)展布局看,儲(chǔ)能發(fā)展與新能源發(fā)電的快速增長(zhǎng)密切相關(guān)。以美國(guó)為例,2019—2021年,風(fēng)、光等清潔能源新增裝機(jī)規(guī)模占新增總裝機(jī)規(guī)模的比例分別為65%、78%、70%左右,基本保持大規(guī)模開(kāi)發(fā)、高比例接入的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)2022—2023年,清潔能源新增裝機(jī)占比將維持在63%左右。在清潔能源快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下,儲(chǔ)能進(jìn)入快速發(fā)展階段,2019—2021年,新增裝機(jī)規(guī)模分別為500 MW、1 500 MW、4 300 MW左右。預(yù)計(jì)2022—2023年,儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模將維持在每年5 000 MW左右,其中60%的儲(chǔ)能為光伏配套儲(chǔ)能項(xiàng)目。澳大利亞則在戶(hù)用光儲(chǔ)方面具有良好的發(fā)展基礎(chǔ),截至2021年底,已有超過(guò)30%的澳洲家庭安裝了屋頂光伏,結(jié)合各州的補(bǔ)貼政策,戶(hù)用儲(chǔ)能將會(huì)成為澳大利亞儲(chǔ)能規(guī)模增長(zhǎng)的主力。
中國(guó)新型儲(chǔ)能正在經(jīng)歷從商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展的轉(zhuǎn)變階段,建設(shè)投資成本下降,峰谷套利商業(yè)模式在部分電價(jià)差較高地區(qū)已可以實(shí)現(xiàn)盈利,各省也相繼出臺(tái)了新能源和儲(chǔ)能的發(fā)展規(guī)劃,確保電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的有序健康發(fā)展,但在財(cái)稅支持和市場(chǎng)機(jī)制方面,各地的補(bǔ)貼政策差別較大,2022年6月發(fā)文確定獨(dú)立儲(chǔ)能可作為市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng),且中國(guó)的電力市場(chǎng)發(fā)展時(shí)間較短,機(jī)制尚不完善,用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能尚未迎來(lái)快速發(fā)展期。而在電力發(fā)展布局方面,隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確立,新能源發(fā)電快速增長(zhǎng),分布式新能源滲透率不斷上升,部分地區(qū)出現(xiàn)功率倒送、反向重過(guò)載等現(xiàn)象,亟須儲(chǔ)能等靈活性資源實(shí)現(xiàn)新能源就地就近消納、區(qū)域電力電量平衡。
5.2 對(duì)中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的啟示
美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)在支持儲(chǔ)能發(fā)展政策方面的探索,對(duì)中國(guó)科學(xué)穩(wěn)妥推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展具有一定的借鑒意義。
一是探索研究適用可行的儲(chǔ)能財(cái)稅支持政策。目前儲(chǔ)能成本較高,國(guó)內(nèi)主要通過(guò)政策等形式推動(dòng)儲(chǔ)能建設(shè),用戶(hù)投資意愿較低,應(yīng)當(dāng)借鑒美國(guó)、澳大利亞成功經(jīng)驗(yàn),結(jié)合中國(guó)新能源配套、電網(wǎng)側(cè)、用戶(hù)側(cè)等各類(lèi)儲(chǔ)能的發(fā)展需求和成本下降趨勢(shì),深入研究?jī)?chǔ)能投資補(bǔ)貼、稅收抵免、無(wú)息貸款等財(cái)稅支持政策的可行性與合理補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),充分調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能投資的積極性。
二是推動(dòng)儲(chǔ)能作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與統(tǒng)一電力市場(chǎng)交易。目前國(guó)內(nèi)正在逐步推動(dòng)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng),但是相應(yīng)的政策和參與機(jī)制尚不明確,用戶(hù)普遍傾向于自充自用的方式。中國(guó)應(yīng)當(dāng)加快推進(jìn)儲(chǔ)能參與各類(lèi)電力市場(chǎng)準(zhǔn)入條件、交易價(jià)格機(jī)制研究,探索面向儲(chǔ)能的市場(chǎng)主體類(lèi)別、參與市場(chǎng)模型,研究建立新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)價(jià)格形成機(jī)制,以市場(chǎng)手段驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能規(guī)?;l(fā)展。
三是探索新型儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的商業(yè)模式。目前國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能盈利方式較為單一,在參與峰谷套利的情況下,無(wú)法參與輔助服務(wù)等其他市場(chǎng),限制了儲(chǔ)能的收益。對(duì)于部分規(guī)模較小儲(chǔ)能,參與市場(chǎng)帶來(lái)的收益也無(wú)法回收建設(shè)改造成本,因此需要在原有運(yùn)營(yíng)模式的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探索聚合商、共享儲(chǔ)能、虛擬電廠等模式,豐富市場(chǎng)參與方式和運(yùn)營(yíng)模式。
四是明確分布式新能源配套儲(chǔ)能的科學(xué)比例。近幾年,分布式光伏規(guī)模快速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2025年將超過(guò)1.8億 kW,對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行控制產(chǎn)生較大的影響,可能產(chǎn)生反向重過(guò)載等問(wèn)題,但政策上尚未對(duì)分布式光伏配置儲(chǔ)能做出規(guī)定。結(jié)合分布式新能源開(kāi)發(fā)規(guī)模、發(fā)電特性、接入方式,開(kāi)展配電網(wǎng)消納能力研究,據(jù)此因地制宜提出儲(chǔ)能配置比例范圍和運(yùn)行控制基本要求,切實(shí)推動(dòng)配電系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同發(fā)展。
原標(biāo)題:國(guó)外新型儲(chǔ)能政策研究及對(duì)中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的啟示