隨著可再生能源的快速增長,電力系統(tǒng)將需要更大的靈活性以確??勺兛稍偕茉茨軌蚩煽俊⒂行У丶傻诫娏ο到y(tǒng)中。儲能被視為推動可再生能源有效整合的解決方案之一。然而,發(fā)電側(cè)儲能目前更多的是通過新能源項(xiàng)目配儲進(jìn)行建設(shè),缺乏清晰成熟的商業(yè)模式和市場機(jī)制,可獲得收益的方式較為有限,難以完全反映儲能所具備的多重價值。
發(fā)電側(cè)儲能規(guī)?;l(fā)展需要完善電力市場規(guī)則,應(yīng)建立儲能與新能源聯(lián)合參與市場的交易機(jī)制,盡快出臺或完善儲能+火電、儲能+新能源、獨(dú)立儲能等不同形式參與輔助服務(wù)市場的規(guī)則,并推行多重收益疊加,允許儲能以多種方式(儲能+新能源、儲能+火電、獨(dú)立儲能)靈活參與多個細(xì)分市場,如現(xiàn)貨+調(diào)頻、調(diào)峰+調(diào)頻等,使其能夠在各類市場中進(jìn)行靈活交易,充分發(fā)揮其靈活調(diào)節(jié)價值。
新政策利好電網(wǎng)公司投資儲能
2022年,國家發(fā)展改革委、國家能源局先后發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》(以下簡稱《方案》)、《關(guān)于進(jìn)一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運(yùn)用的通知》,要求在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)配置儲能,提高大電網(wǎng)安全運(yùn)行水平,在站址和走廊緊張地區(qū)延緩和替代輸變電設(shè)施投資;并進(jìn)一步明確了新型儲能市場定位,逐步建立完善相關(guān)市場機(jī)制、價格機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制。“雙碳”目標(biāo)下儲能的角色定位和儲能產(chǎn)業(yè)政策為儲能發(fā)展提供了支持,電網(wǎng)側(cè)儲能的發(fā)展也將對電網(wǎng)公司投資經(jīng)營產(chǎn)生影響。
國家發(fā)展改革委下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價格形成機(jī)制的意見》后,抽水蓄能電站投資成本疏導(dǎo)機(jī)制逐步完善?!斗桨浮诽岢鼋㈦娋W(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲能電站的容量電價機(jī)制,即將容量電價對應(yīng)的容量電費(fèi)納入輸配電價回收,探索替代輸配電的儲能設(shè)施成本收益納入輸配電價。按照實(shí)施方案形成的共識,該政策為電網(wǎng)企業(yè)投資新型儲能提供了可能,但政策目前還較宏觀,實(shí)施路線、準(zhǔn)入條件、操作細(xì)則等尚不明確。
同時,在電網(wǎng)側(cè)儲能基于有效激勵機(jī)制而發(fā)展時,一旦電網(wǎng)公司進(jìn)入該領(lǐng)域投資,投資監(jiān)管必將趨嚴(yán),以避免投資沖動造成項(xiàng)目虧損或者抬升整個電力系統(tǒng)的成本。電網(wǎng)側(cè)儲能成本收益若要通過輸配電價回收,應(yīng)做好可行性研究論證,闡述清楚最重要的輸配電價核價“相關(guān)性、合理性和合法性”原則,是否是替代輸配電設(shè)施,是否更具經(jīng)濟(jì)性,否則投資成本無法通過輸配電價疏導(dǎo)。而且電網(wǎng)側(cè)儲能成本收益一旦計(jì)入輸配電價,相關(guān)的監(jiān)管工作也必將進(jìn)一步細(xì)化。
發(fā)電側(cè)儲能合理布局的意義
有利于電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行?!斗桨浮访鞔_了電網(wǎng)側(cè)儲能布局的4個主要場景,一是在負(fù)荷密集接入、大規(guī)模新能源匯集、大容量直流饋入、調(diào)峰調(diào)頻困難和電壓支撐能力不足的關(guān)鍵電網(wǎng)節(jié)點(diǎn);二是在站址走廊資源緊張等地區(qū);三是在電網(wǎng)薄弱區(qū)域如在供電能力不足的偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)末端或電網(wǎng)未覆蓋地區(qū);四是作為重要電力用戶的應(yīng)急備用電源,如政府、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心等。通過電網(wǎng)側(cè)合理布局新型儲能設(shè)施,將提高大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和保供能力、應(yīng)急能力,減輕輸電線路阻塞,延緩輸配電設(shè)施投資。
合理消化系統(tǒng)供電成本。儲能規(guī)?;l(fā)展需相應(yīng)的價格機(jī)制進(jìn)行有效疏導(dǎo)成本。若通過容量電費(fèi)納入輸配電價疏導(dǎo),以磷酸鐵鋰電池儲能為例,按2021年普遍中標(biāo)價格1400元/千瓦時,工程規(guī)模83.3兆瓦/166.6兆瓦時,20%資本金比例,運(yùn)營年限21年,10年更換一次電池,電池更換費(fèi)用700元/千瓦時,按照資本金收益率6.5%測算,容量電價為294.7元/千瓦。
假設(shè)江蘇省電網(wǎng)側(cè)新型儲能新建規(guī)模按照500兆瓦考慮,按照容量電價294.7元/千瓦測算,每年增加新型儲能容量電費(fèi)29470萬元,傳導(dǎo)至售電側(cè)銷售電價增加部分約為0.00047元/千瓦時。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和電改環(huán)境下,面臨供給側(cè)成本上升與需求側(cè)成本下降矛盾,但考慮新型儲能在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的效用,同時考慮該省全社會用電量增幅,售電價增加部分在全社會用電價格承載力范圍內(nèi),規(guī)劃儲能容量電費(fèi)通過輸配電價回收基本合理可行。
面臨的挑戰(zhàn)
(1)儲能技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性尚不能滿足規(guī)?;瘧?yīng)用要求
電力領(lǐng)域要求儲能技術(shù)具有高安全、長壽命、高效率、低成本等特點(diǎn),盡管目前儲能技術(shù)眾多,但不同儲能技術(shù)性能差異較大,尚不能同時滿足以上要求。
電化學(xué)儲能裝機(jī)占新型儲能裝機(jī)的 90% 以上,過去幾年,全球發(fā)生超過 70 起儲能安全事故,安全是電化學(xué)儲能系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用中最突出、最受關(guān)注的問題。
系統(tǒng)運(yùn)營一段時間以后,部分項(xiàng)目存在可用容量衰減超出預(yù)期,單體設(shè)備及系統(tǒng)壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)值的情況。鋰離子電池儲能,循環(huán)壽命在 10 年以內(nèi),低于風(fēng)、光等新能源場站 25 年的使用壽命。
投運(yùn)的儲能電站實(shí)際效率偏低,鋰電池儲能平均系統(tǒng)效率一般低于 90%,液流電池儲能、壓縮空氣儲能系統(tǒng)效率也不超過 75%。
新型儲能技術(shù)全壽命周期度電成本較高,部分儲能技術(shù)的度電成本是抽水蓄能電站的 2 倍以上。
(2)政策和市場機(jī)制是當(dāng)前新型儲能發(fā)展的關(guān)鍵制約因素
國外儲能項(xiàng)目除了可獲得可觀的稅收優(yōu)惠或補(bǔ)貼外,還獲得多方面的市場化收益,包括現(xiàn)貨市場能量套利、輔助服務(wù)收益、容量收益等。國內(nèi)儲能財(cái)政補(bǔ)貼政策力度小,可參與的電力市場及獲取的收益十分有限。
儲能參與現(xiàn)貨市場:目前,絕大多數(shù)省份尚未出臺獨(dú)立儲能參與現(xiàn)貨市場細(xì)則。新能源參與市場的規(guī)則不完善、參與市場的程度不高 13、參與市場后價格普遍走低,新能源在市場中面臨價格震蕩、曲線波動、偏差考核、政策影響等多重風(fēng)險,新能源配套的儲能難以獲得市場收益。
儲能參與輔助服務(wù):火儲聯(lián)合調(diào)頻是發(fā)電側(cè)儲能唯一實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的領(lǐng)域,市場空間小,不同項(xiàng)目收益差異大。國家能源局印發(fā)的新版“兩個細(xì)則”規(guī)定輔助服務(wù)費(fèi)用按服務(wù)對象分?jǐn)?,補(bǔ)償方式和分?jǐn)倷C(jī)制體現(xiàn)了“誰提供、誰獲利;誰受益、誰承擔(dān)”的原則,政策真正實(shí)現(xiàn)落地見效有待時日。
儲能容量價值實(shí)現(xiàn):部分省份開始了容量補(bǔ)償機(jī)制的探索性工作。但目前有一些技術(shù)問題亟待解決,例如資源準(zhǔn)入、費(fèi)用分?jǐn)?、價格確定等問題。如何對儲能的容量價值予以認(rèn)定,如何建立合理的市場化容量補(bǔ)償機(jī)制是未來一段時期需持續(xù)、深入探索的課題。
只有在政策和市場規(guī)則上消除儲能參與電力市場的障礙,儲能才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可持續(xù)的發(fā)展。評估不同場景下各類儲能的真實(shí)價值,合理制定規(guī)則實(shí)現(xiàn)利益相關(guān)主體的權(quán)責(zé)統(tǒng)一,是推動儲能參與電力市場的重要保障。
(3)發(fā)電側(cè)儲能運(yùn)營收益不確定性較高
新能源進(jìn)入電力市場規(guī)模有限,多數(shù)新能源配建儲能由于缺少市場主體身份無法參與電力市場,主要靠減少棄電量獲取收益,回報率低,電站方主動投資配套儲能的動力不強(qiáng)?;饍β?lián)合調(diào)頻是目前市場化程度最高、投資回報相對較好的應(yīng)用領(lǐng)域,配置電池儲能可以有效改善火電機(jī)組的調(diào)頻性能,降低機(jī)組被考核風(fēng)險,增加火電廠調(diào)頻收益,但也面臨著市場規(guī)模有限、市場機(jī)制不完善等問題。
市場機(jī)制建議
(1)研究設(shè)立新的輔助服務(wù)品種,出臺或完善新型儲能參與輔助服務(wù)市場規(guī)則
隨著可再生能源接入電力系統(tǒng)比例的增加,以及火電機(jī)組的逐步關(guān)停,電力系統(tǒng)慣量供應(yīng)不足,且頻率控制、電壓控制等將成為新的挑戰(zhàn),各地有必要結(jié)合實(shí)際情況,探討快速調(diào)頻、爬坡、慣量支撐、備用等各類輔助服務(wù)品種的設(shè)立,制定儲能參與新的輔助服務(wù)品種的市場規(guī)則;研究建立電力輔助服務(wù)評價體系,合理設(shè)定電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)資源的需求規(guī)模、市場規(guī)則,科學(xué)認(rèn)定和評價儲能在電力輔助服務(wù)中發(fā)揮的作用。
(2)允許儲能參與各細(xì)分市場并進(jìn)行收益疊加
盡管儲能應(yīng)用價值日漸清晰,但是在目前儲能設(shè)備成本仍然相對較高的情況下,僅靠單一收益尚無法保證項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)良好的投資回報。由于儲能本身的技術(shù)特性,決定了其具備參與多個細(xì)分電力市場,提供多重服務(wù),獲得多重收益的能力。允許儲能以多種方式(儲能 + 新能源、儲能 + 火電、獨(dú)立儲能)靈活參與多個細(xì)分市場,如現(xiàn)貨 + 調(diào)頻、調(diào)峰 + 調(diào)頻等,使其能夠在各類市場中進(jìn)行靈活交易,充分發(fā)揮其靈活性和系統(tǒng)價值。
(3)制定完善發(fā)電側(cè)儲能參與現(xiàn)貨市場規(guī)則
由于可再生能源的間歇性、隨機(jī)性和波動性,現(xiàn)有的新能源電價機(jī)制不能充分發(fā)揮儲能的價值。要加快推動新能源參與電力現(xiàn)貨市場,建立儲能與新能源聯(lián)合參與市場的交易機(jī)制。逐步放寬準(zhǔn)入條件、允許市場主體由被動向主動參與現(xiàn)貨交易(由價格接受者逐步向報量報價)過渡。
(4)針對大規(guī)模的獨(dú)立 / 共享儲能電站,研究建立容量補(bǔ)償機(jī)制
目前電力市場的建設(shè)剛剛起步,相關(guān)政策和規(guī)則還不完善,尚不能支持以調(diào)峰或價差套利為主要收益來源的大規(guī)模獨(dú)立儲能完全通過市場回收成本。研究過渡階段獨(dú)立 / 共享儲能容量補(bǔ)償機(jī)制,識別技術(shù)類型、儲能時長、投資成本、使用壽命等影響容量補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)制定的關(guān)鍵因素,建立容量補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)及動態(tài)調(diào)整辦法。
(5)以市場化段引導(dǎo)儲能實(shí)現(xiàn)多重經(jīng)濟(jì)收益
確保新型電儲能參與各類市場、提供多種服務(wù)并實(shí)現(xiàn)多重市場收益的疊加,是提升新型電儲能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、促進(jìn)不同市場、不同品種間的聯(lián)通和市場規(guī)則機(jī)制間的銜接,避免出現(xiàn)交割環(huán)節(jié)資源調(diào)用沖突等情況。推動新型電儲能基于自身特點(diǎn)、系統(tǒng)需求變化和市場價格波動,在不同市場間自主決策、自由轉(zhuǎn)換、自行交易,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益最大化。
(6)盡快建立和完善體現(xiàn)儲能綠色價值的政策體系
儲能在不同應(yīng)用場景下減煤、減碳機(jī)理不同,研究儲能在不同應(yīng)用場景下的綠色價值測算方法和評價體系,盡快建立體現(xiàn)儲能綠色價值的政策體系,理順“電 - 證 - 碳”市場的關(guān)系,建立“電 - 證 - 碳”市場協(xié)同機(jī)制,使儲能的綠色價值得到充分體現(xiàn),推動新能源和儲能協(xié)同發(fā)展。
技術(shù)發(fā)展建議
(1)盡快推動應(yīng)用于不同時間尺度場景的儲能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用
當(dāng)前,新型儲能應(yīng)用以 2 小時為主,隨著新能源滲透率的不斷提高,4 小時以上、30 分鐘以下不同時間尺度的儲能需求會越來越大。4 小時以上時間尺度上,推動壓縮空氣、液流電池從示范驗(yàn)證走向規(guī)模化應(yīng)用,通過技術(shù)迭代升級,實(shí)現(xiàn)長時儲能低成本、長壽命的應(yīng)用需求。30 分鐘以下時間尺度上,在不顯著增加成本的前提下,研發(fā) 2C 及以上充放電倍率、6000 次以上的系統(tǒng)循環(huán)效率的電池儲能,推動飛輪、超級電容從技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目示范向規(guī)?;瘧?yīng)用,實(shí)現(xiàn)短時儲能高安全、長壽命、高倍率的應(yīng)用需求。
(2)加快推動混合儲能技術(shù)研發(fā)及示范應(yīng)用
目前,鋰離子電池儲能系統(tǒng)全壽命周期循環(huán)次數(shù)在 6000 次左右,在諸如一次調(diào)頻、二次調(diào)頻等動作頻繁的場景,一般不到 2 年就需要更換部分或全部電芯,即使不考慮循環(huán)次數(shù)和衰減因素,10 年左右的日歷壽命也無法和風(fēng)電、光伏 20 年以上的壽命相匹配。
不同儲能技術(shù)在容量規(guī)模、響應(yīng)時間、響應(yīng)速度、投資成本及循環(huán)壽命等方面存在差異,利用兩種或多種儲能技術(shù)配合應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)性能上的優(yōu)勢互補(bǔ),避免單一型儲能功能制約和不足。建議研發(fā)鋰電 + 飛輪、鋰電 + 超級電容等混合儲能的優(yōu)化配置、能量管理、協(xié)同控制等技術(shù),加快制定混合儲能設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),推動混合儲能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。
(3)聚焦支撐新型電力系統(tǒng)的儲能系統(tǒng)集成與控制方案
規(guī)?;瘍δ芟到y(tǒng)參與多個應(yīng)用場景時,可能需要同時滿足調(diào)峰、調(diào)頻、緊急功率控制、無功支撐等功能需求,目前的通信和控制方案難以支撐大規(guī)模儲能電站同時參與多個場景,實(shí)現(xiàn)多個目標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化控制。建議加強(qiáng)儲能系統(tǒng)在集成與站級調(diào)控方面的技術(shù)研發(fā)與攻關(guān),包括挖掘儲能系統(tǒng)的主動支撐能力、通過級聯(lián)技術(shù)提升儲能系統(tǒng)的潛力及對系統(tǒng)安全性的影響等,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)所需的儲能提供主動支撐、慣性響應(yīng)、電壓無功調(diào)節(jié)方面的能力,形成一攬子系統(tǒng)集成以及站級調(diào)控策略。
項(xiàng)目管理建議
通過制定儲能規(guī)劃引導(dǎo)發(fā)電側(cè)儲能合理有序發(fā)展。規(guī)?;履茉唇尤爰跋{是實(shí)現(xiàn)清潔、低碳能源體系的必然要求,但新能源的波動性、間歇性和不確定性也必然對電力系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行帶來重大影響。儲能作為重要的靈活性資源,是中長期提升電力系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵選項(xiàng)之一?;?ldquo;十四五”電力需求以及電源發(fā)展趨勢預(yù)測,對比各種靈活性選型,綜合技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性、規(guī)模等因素,制定儲能規(guī)劃,測算各地區(qū)合理的儲能建設(shè)時序與規(guī)模,引導(dǎo)儲能有序發(fā)展。
推動發(fā)電側(cè)儲能規(guī)范化管理制度落實(shí)?!缎滦蛢δ茼?xiàng)目管理規(guī)范(暫行)》對新型儲能項(xiàng)目的規(guī)劃引導(dǎo)、備案建設(shè)、并網(wǎng)運(yùn)行、監(jiān)測監(jiān)督等各個方面提出了明確具體的要求,制訂了一套科學(xué)、系統(tǒng)的管理規(guī)范,對于支撐新型儲能規(guī)?;l(fā)展、促進(jìn)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)具有重大意義。當(dāng)前新型儲能技術(shù)在并網(wǎng)調(diào)度規(guī)則、產(chǎn)品檢測認(rèn)證等方面仍無明確標(biāo)準(zhǔn),建議加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度的制定和落實(shí)。
研究建立儲能減煤減碳價值疏導(dǎo)機(jī)制。建議相關(guān)部門加快推動儲能在不同應(yīng)用場景中的減碳價值核定方法與標(biāo)準(zhǔn),并允許該價值在碳市場中進(jìn)行交易;在電力系統(tǒng)中引入低碳目標(biāo),推動電力調(diào)度機(jī)構(gòu)細(xì)化“低碳電力調(diào)度”方式與細(xì)則。
原標(biāo)題:缺乏清晰成熟的商業(yè)模式和市場機(jī)制,發(fā)電側(cè)儲能如何邁向高質(zhì)量發(fā)展?