近年來,我國(guó)可再生能源發(fā)展迅猛。截至2019年底,全國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)7.94億千瓦,年發(fā)電量達(dá)2.04萬億千瓦時(shí)。這兩項(xiàng)指標(biāo)近五年的平均增速分別為13.1%和11.2%。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年全國(guó)新能源棄電量約515億千瓦時(shí),相當(dāng)于舍棄了超過1/2個(gè)三峽電站的發(fā)電量。新能源的快速增長(zhǎng),必將帶來消納問題的進(jìn)一步惡化。為應(yīng)對(duì)可再生能源棄風(fēng)棄光問題,各省市紛紛出臺(tái)了可再生能源配儲(chǔ)能的政策舉措,但該政策一直存在很大爭(zhēng)議。
可再生能源到底要不要配儲(chǔ)能?
既然可再生能源配儲(chǔ)能政策落地成效并不理想,那到底還要不要配儲(chǔ)能?動(dòng)力何在?因?yàn)閮?chǔ)能有價(jià)值,其最大的發(fā)展動(dòng)力是可再生能源發(fā)展打破了原有的能源利用方式,即能源革命。能源革命的發(fā)生使得可再生能源從補(bǔ)充能源變?yōu)橹黧w能源。
然而,如中科院熱物理所副所長(zhǎng)陳海生所說,可再生能源具有兩個(gè)根本特征:(1)能量密度低;(2)具有間歇性、不穩(wěn)定性、不可控。前者的解決方案即將其轉(zhuǎn)換成能量密度高的能量載體,最常見的轉(zhuǎn)換為電;后者可通過電力電子技術(shù)、風(fēng)火打捆、需求響應(yīng)等多種補(bǔ)救措施,但不能從根本上解決問題。
中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)副主任李建林指出,由于資源稟賦和負(fù)荷不均衡,給電網(wǎng)送電帶來壓力,加上可再生能源的時(shí)空不匹配,因此亟需靈活可調(diào)節(jié)的電源。
常規(guī)火電雖然作為靈活電源可以調(diào)峰,但高峰負(fù)荷周期較短,導(dǎo)致火電利用率不足,根據(jù)計(jì)算火電利用小時(shí)數(shù)至少達(dá)到3200小時(shí),才具備經(jīng)濟(jì)性。同時(shí),火電具有爬坡不足的缺點(diǎn),但儲(chǔ)能調(diào)節(jié)很快。而風(fēng)火打捆只能在一定容量上滿足需求,而且隨著可再生能源裝機(jī)比例越來越高,火電裝機(jī)相對(duì)變少,風(fēng)火打捆不是長(zhǎng)久之計(jì)。
杜祥琬院士曾表示,如果全國(guó)各地全部裝上光伏,那么將有50%的電不用輸送,以分布式能源方式利用。如德國(guó)每年的輸電量都在下降,主要是因?yàn)槠湮蓓敼夥b機(jī)規(guī)模很大。這意味著,未來的能源利用將變?yōu)榧惺胶头植际较嘟Y(jié)合模式。因此,儲(chǔ)能就成為了最佳解決方案。
當(dāng)前階段可再生能源配儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性及效果如何?
從經(jīng)濟(jì)的角度講,以目前的成本核算,可再生能源配儲(chǔ)能并非是最佳手段。新能源配儲(chǔ)能無疑增加了額外投資成本。公開資料顯示,目前儲(chǔ)能EPC中標(biāo)單價(jià)比今年年初下降了23%。盡管如此,但按光伏項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模20%、儲(chǔ)能時(shí)間2小時(shí)計(jì)算,配套儲(chǔ)能將導(dǎo)致企業(yè)初始投資成本提高8%-10%;對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目來講,初始投資成本提高比例在15%-20%之間。
實(shí)際上,我國(guó)的棄風(fēng)棄光大多屬于“經(jīng)濟(jì)棄風(fēng)棄光”,且主要集中在西北地區(qū)。
根據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù),2019年中國(guó)棄風(fēng)、棄光率實(shí)現(xiàn)雙降,平均棄風(fēng)率4%、棄光率2%。然而,新疆、甘肅、內(nèi)蒙古三省區(qū)棄風(fēng)率仍超5%,占全國(guó)棄風(fēng)電量的81%。西北地區(qū)棄光電量占全國(guó)的87%。西藏、新疆、甘肅三省棄光率分別為24.1%、7.4%、4.0%,均大幅超過全國(guó)平均棄光率。因此,即使某些時(shí)段由于網(wǎng)絡(luò)阻塞或者系統(tǒng)安全原因需要棄風(fēng)棄光,也是極個(gè)別的情況。
從解決棄風(fēng)棄光的效果角度講,儲(chǔ)能卻未必能發(fā)揮很大作用。表面上新能源配儲(chǔ)能是為了解決棄風(fēng)棄光問題,但實(shí)際上配置10%-20%的儲(chǔ)能真的可以解決棄風(fēng)棄光問題嗎?從實(shí)際運(yùn)行效果來看,風(fēng)電配儲(chǔ)能也未必能很好解決棄風(fēng)問題。
首先,小時(shí)級(jí)的電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)對(duì)棄風(fēng)的作用十分有限。其次在大風(fēng)季或連續(xù)大風(fēng)日,電化學(xué)儲(chǔ)能在風(fēng)電大出力之前幾個(gè)小時(shí)已快速充滿,對(duì)之后的棄電無能為力,且充進(jìn)去的電在連續(xù)大風(fēng)日期間沒有機(jī)會(huì)放出,這就導(dǎo)致儲(chǔ)能電站充放電次數(shù)大為降低。
強(qiáng)配儲(chǔ)能將導(dǎo)致什么樣的結(jié)果?
強(qiáng)配儲(chǔ)能將首先給新能源企業(yè)帶來成本壓力。配儲(chǔ)能增加的額外成本使光伏、風(fēng)電開發(fā)商陷入進(jìn)退兩難的境地。盡管電化學(xué)儲(chǔ)能成本已經(jīng)逐年下降,但目前仍高達(dá)0.6-0.8元/kWh,遠(yuǎn)高于抽水蓄能電站0.21-0.25元/kWh的度電成本。
以近期安徽完成并網(wǎng)的華潤(rùn)電力濉溪孫疃風(fēng)儲(chǔ)一體化項(xiàng)目為例,該風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃裝機(jī)總?cè)萘繛?0MW,配套建設(shè)10MW/10MWh儲(chǔ)能系統(tǒng),許繼電氣以單價(jià)2.154元/Wh的價(jià)格中標(biāo)儲(chǔ)能系統(tǒng)PC工程。如果按照儲(chǔ)能建設(shè)費(fèi)用200萬元/MWh來計(jì)算的話,相當(dāng)于單個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目單位千瓦投資增加400元左右。據(jù)領(lǐng)航智庫(kù)測(cè)算,以2019年核準(zhǔn)的四類資源區(qū)項(xiàng)目為例,工程造價(jià)每增加400元/千瓦,項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率(稅后)將下降0.8%。這一經(jīng)濟(jì)測(cè)算結(jié)果對(duì)風(fēng)電開發(fā)商而言是一項(xiàng)巨大的考驗(yàn)。
短期內(nèi)該政策對(duì)儲(chǔ)能有一定推動(dòng)作用,但同時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)將出現(xiàn)劣幣驅(qū)逐良幣現(xiàn)象。新能源配儲(chǔ)能是合理的,但強(qiáng)配并不合理。對(duì)于處于低谷的儲(chǔ)能行業(yè)而言,可能是一個(gè)積極信號(hào),短期內(nèi)儲(chǔ)能企業(yè)的訂單將增加,對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展有一定的推動(dòng)作用,但強(qiáng)配固定比例的儲(chǔ)能并非是最優(yōu)配置。
如有的省要求配10%、20%不等,為了享受優(yōu)先并網(wǎng),很多項(xiàng)目配套了儲(chǔ)能,但對(duì)配儲(chǔ)能后的質(zhì)量卻無硬性要求,倒逼發(fā)電企業(yè)為了配足儲(chǔ)能容量,可能購(gòu)買劣質(zhì)低價(jià)的儲(chǔ)能產(chǎn)品,從而導(dǎo)致儲(chǔ)能行業(yè)出現(xiàn)劣幣驅(qū)逐良幣現(xiàn)象。
政策難以落地的癥結(jié)到底在哪?
既然從經(jīng)濟(jì)性和效果來看并非最優(yōu),那我們有必要弄清楚導(dǎo)致棄風(fēng)棄光的根本原因是什么?業(yè)內(nèi)專家?guī)缀跻恢抡J(rèn)為棄風(fēng)棄光問題的主要原因是當(dāng)前電力市場(chǎng)體制機(jī)制沒有理順,沒有按照效率原則來分配電力生產(chǎn)和消費(fèi)權(quán)。國(guó)外的情況同樣可以佐證該結(jié)論,歐洲、北美和中國(guó)的電力系統(tǒng)從規(guī)模上、技術(shù)能力上均在一個(gè)量級(jí)上,然而,歐洲和北美電網(wǎng)內(nèi)非水可再生能源占全部電力消費(fèi)的比例均高于我國(guó)。他們?cè)缫呀鉀Q了棄風(fēng)棄光問題,其完善的市場(chǎng)機(jī)制是兩者間最主要的差異。很明顯,儲(chǔ)能解決不了市場(chǎng)機(jī)制問題。儲(chǔ)能的商業(yè)應(yīng)用反而依賴市場(chǎng)機(jī)制問題的解決。
沒有盈利空間才是發(fā)電企業(yè)不愿配建儲(chǔ)能的根本原因。事實(shí)上,儲(chǔ)能是有效益的,只是沒法計(jì)算。沒有合理的投資回報(bào)邏輯,可再生能源配儲(chǔ)能就無法順利推行。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.可再生能源配置儲(chǔ)能可以多發(fā)電,但并沒有給予儲(chǔ)能合理的回報(bào)(即可再生配置儲(chǔ)能的成本,通過可再生增發(fā)的電量抵消了一部分儲(chǔ)能成本,相當(dāng)于補(bǔ)償給了可再生能源);
2.電網(wǎng)側(cè)配置儲(chǔ)能可以削峰填谷,減少電網(wǎng)投資建設(shè)成本,但如何計(jì)算儲(chǔ)能的貢獻(xiàn)也沒有說法。如電網(wǎng)每年尖峰時(shí)刻只有幾十個(gè)小時(shí)或幾百個(gè)小時(shí),負(fù)荷率若為55%,用戶低負(fù)荷運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)問題,通過儲(chǔ)能調(diào)峰來緩解,但也沒有給予儲(chǔ)能合理回報(bào);
3.用戶側(cè)儲(chǔ)能,只有在峰谷價(jià)差達(dá)到0.7元/千瓦時(shí)以上才有可能盈利,但目前除北京、上海、江蘇、廣東、浙江、海南外,其他省份峰谷價(jià)差都達(dá)不到該水平。
如何突破?
儲(chǔ)能的發(fā)展離不開市場(chǎng),更離不開政策。為了能向前邁進(jìn)一步,儲(chǔ)能既要從現(xiàn)有體制機(jī)制約束條件下,通過商業(yè)模式創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步等手段,做到夾縫中求生存,又要等待儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制、建立和完善儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)、加快推進(jìn)電力現(xiàn)貨等政策出臺(tái),賦予其更多價(jià)值回報(bào)機(jī)制,尋求更大的突破。
一、現(xiàn)有體制機(jī)制下的解決方案
開展“儲(chǔ)能+增值服務(wù)”等創(chuàng)新模式。中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)秘書長(zhǎng)劉勇認(rèn)為,商業(yè)模式的創(chuàng)新是建立在解決供需匹配基礎(chǔ)上的,而商業(yè)模式的核心在于建立客戶的優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)感上。因此,商業(yè)模式的創(chuàng)新出發(fā)點(diǎn)應(yīng)基于優(yōu)化用戶體驗(yàn)上,譬如當(dāng)前在“光儲(chǔ)充”基礎(chǔ)上,做增值服務(wù)。
以深圳一家民營(yíng)企業(yè)為例,其與公交公司合作開展“光儲(chǔ)充”項(xiàng)目,利用公交站的場(chǎng)地資源配置了幾十臺(tái)充電樁,主要服務(wù)對(duì)象為出租車和網(wǎng)約車,具備了相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)頻次和負(fù)荷需求,并通過深圳相對(duì)較高的峰谷價(jià)差獲益。
在此基礎(chǔ)上,增加了吃飯、健身、唱歌、跳舞等配套的娛樂設(shè)施,且價(jià)格極低,如充電期間健身僅需1元錢,通過這些增值服務(wù)吸引了眾多出租車和網(wǎng)約車司機(jī),從而保證了充電樁每天的充放電次數(shù),據(jù)悉該模式完全具備盈利性。此外,據(jù)調(diào)研特斯拉正在謀劃在上海臨港工業(yè)園區(qū)做光儲(chǔ)充項(xiàng)目,其可能疊加碳交易、無人駕駛、需求響應(yīng)等增值服務(wù),可能使其應(yīng)用具備更大的盈利空間。
探索“共享儲(chǔ)能模式”的復(fù)制改良推廣。采用共享儲(chǔ)能模式,可以有幾種收益來源:基本的租賃使用費(fèi),還可以通過提供需求響應(yīng)、調(diào)頻、調(diào)峰費(fèi)用、電動(dòng)汽車充電、黑啟動(dòng)等服務(wù)獲取相應(yīng)收益。目前,共享儲(chǔ)能模式在青海已有所應(yīng)用。但共享儲(chǔ)能的應(yīng)用有兩個(gè)前提條件:一是有儲(chǔ)能需求;二是有價(jià)格機(jī)制。
長(zhǎng)期看突破點(diǎn)主要在可再生能源技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步。發(fā)電企業(yè)自身要發(fā)展可再生能源,為了能順利并網(wǎng)送電,必須對(duì)其電的品質(zhì)進(jìn)行改良。這主要取決于風(fēng)電、光伏自身的技術(shù)進(jìn)步,如采取一些預(yù)測(cè)、無功補(bǔ)償?shù)仁侄?。?dāng)然僅靠此還不夠,儲(chǔ)能技術(shù)成本的快速下降也是解決當(dāng)前問題的重要途徑。
儲(chǔ)能成本在過去10年間,每年平均下降10%-15%。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步,成本逐步下降。儲(chǔ)能系統(tǒng)成本已經(jīng)由最初的7-8元/Wh,降到后來的2元/Wh,再到現(xiàn)在的近1.5元/Wh;電池的循環(huán)壽命也不斷延長(zhǎng),從最開始的1500次,再到3400次,再到現(xiàn)在的6500次。整個(gè)系統(tǒng)成本下降,使得造價(jià)成本、度電成本同步下降。目前,鋰電池度電成本價(jià)格約為0.53元/KWh。當(dāng)然這涉及到很多邊界條件,如充放電深度、壽命周期等。多數(shù)專家認(rèn)為當(dāng)其成本下降至約0.35元/KWh時(shí)將具備經(jīng)濟(jì)性。屆時(shí)可再生配儲(chǔ)能也將更具可行性。
二、體制機(jī)制的突破
明確儲(chǔ)能在市場(chǎng)中的地位。中國(guó)南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心主管王皓懷認(rèn)為,按照電力系統(tǒng)的運(yùn)行模式,首先應(yīng)明確儲(chǔ)能的身份,是將儲(chǔ)能核定為發(fā)電,還是用電,抑或是輸電環(huán)節(jié),目前尚無定論。這給核準(zhǔn)帶來了難題,備案時(shí)找誰(shuí),后續(xù)無法計(jì)量,也就無法結(jié)算。未來,在電力市場(chǎng)化改革過程中,應(yīng)從允許儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商作為獨(dú)立市場(chǎng)主體提供多元化服務(wù)入手,使其能夠參與調(diào)峰、調(diào)頻、黑啟動(dòng)等各類服務(wù),使儲(chǔ)能在為發(fā)電企業(yè)、電力用戶提供服務(wù)的同時(shí),還能夠獲得其他渠道收益,同時(shí)應(yīng)秉持“誰(shuí)受益、誰(shuí)付費(fèi)”的原則,將儲(chǔ)能的成本疏導(dǎo)至用戶端。
亟需完善儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制??稍偕茉磁渲脙?chǔ)能應(yīng)遵循一定的原則。由于各地新能源裝機(jī)規(guī)模、電源投資水平以及調(diào)峰資源缺口不盡相同,因此可再生能源配置儲(chǔ)能的合理比例,應(yīng)該在充分對(duì)以上條件進(jìn)行研究測(cè)算的前提下再給出數(shù)字。陳海生認(rèn)為,配置儲(chǔ)能應(yīng)遵循一定的原則:一是要有利有效,配置儲(chǔ)能是確有所需;二是有合理的價(jià)格機(jī)制。
建議根據(jù)可再生配置儲(chǔ)能后的效果來定電價(jià),即電能質(zhì)量作為考核標(biāo)準(zhǔn)在電價(jià)中應(yīng)予以體現(xiàn),而不僅僅體現(xiàn)在容量上。若能完全響應(yīng)調(diào)度,電價(jià)就高;反之,則低。若能滿足調(diào)度指令給予其一定的獎(jiǎng)勵(lì),不滿足則給予相應(yīng)懲罰。當(dāng)前儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性較差,主要是因?yàn)閮r(jià)格不明確。除了拉大峰谷價(jià)差外,儲(chǔ)能的價(jià)格機(jī)制可按照容量電價(jià)、電量電價(jià)、輔助服務(wù)電價(jià)予以制定,且以對(duì)電能質(zhì)量的影響作為電價(jià)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。在出臺(tái)相應(yīng)價(jià)格政策的同時(shí),也要通過其實(shí)踐情況進(jìn)行調(diào)整和修正。
制定和完善儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)。在規(guī)劃中,標(biāo)準(zhǔn)是支持儲(chǔ)能規(guī)?;l(fā)展的重要保障。如何構(gòu)成整個(gè)并網(wǎng)的流程體系,身份確定了之后找誰(shuí),假設(shè)國(guó)家能源局審批,建設(shè)時(shí)找誰(shuí)、并網(wǎng)時(shí)找誰(shuí),這些都需要明確。儲(chǔ)能的標(biāo)準(zhǔn)體系涉及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、集裝箱標(biāo)準(zhǔn)、交付集裝箱運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工安裝標(biāo)準(zhǔn)、并網(wǎng)調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)(系統(tǒng)并網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)等)、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)、消防標(biāo)準(zhǔn)、回收標(biāo)準(zhǔn)。
目前,制約儲(chǔ)能發(fā)展的致命因素除了成本外,就是安全。近期,出現(xiàn)了山西等部分省市儲(chǔ)能電站著火現(xiàn)象,甚至5G基站配儲(chǔ)能也出現(xiàn)了著火現(xiàn)象,這一安全隱患嚴(yán)重制約了儲(chǔ)能的發(fā)展。儲(chǔ)能雖然有安全標(biāo)準(zhǔn),但只是常規(guī)的消防標(biāo)準(zhǔn),并沒有出臺(tái)儲(chǔ)能本身的安全標(biāo)準(zhǔn)。因此,當(dāng)前亟需建立儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn),如防火、消防安全、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。其中防火系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)包括預(yù)警準(zhǔn)確率、時(shí)間等,消防標(biāo)準(zhǔn)主要包括預(yù)警、滅火設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)等。
盡快建立完善電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。國(guó)外成熟的電力市場(chǎng),新能源側(cè)的儲(chǔ)能超過50%的收益源于參與電力市場(chǎng)交易、輔助服務(wù)等獲得收入,新能源側(cè)的儲(chǔ)能發(fā)展條件優(yōu)渥。從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)來看,英國(guó)電力市場(chǎng)比較成熟,獨(dú)立儲(chǔ)能電站既能參與政府的儲(chǔ)能采購(gòu)計(jì)劃,還有峰谷價(jià)差等收益,有些電站的多重收益甚至能有十幾種。
事實(shí)上,儲(chǔ)能已經(jīng)突圍了好多次,先從分布式能源,到后來的發(fā)電側(cè)。就今年的形勢(shì)而言,主要在發(fā)電側(cè),但最終還是要靠電力現(xiàn)貨市場(chǎng)取得突圍。如英國(guó)去年調(diào)頻市場(chǎng)放開后,儲(chǔ)能裝機(jī)增長(zhǎng)了400%?,F(xiàn)貨市場(chǎng)如果成熟,儲(chǔ)能的機(jī)會(huì)也將更多?,F(xiàn)貨市場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)實(shí)時(shí)電價(jià),當(dāng)市場(chǎng)上需要10500KWh,但實(shí)際只能提供10000KWh時(shí),儲(chǔ)能就有商機(jī)?;痣娬{(diào)度的靈活性介于儲(chǔ)能和可再生能源之間。燃?xì)庹{(diào)峰雖然比較靈活,但氣價(jià)高且缺氣,因此燃?xì)庹{(diào)峰也不是最佳選擇。從另外一個(gè)角度來看,天然氣發(fā)電價(jià)格是煤電的6倍,100MW的燃?xì)怆娬镜墓ぷ鞣秶?-100MW,而儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)范圍為-100-100MW。因此,在現(xiàn)貨市場(chǎng)中,儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)將更加顯著。
原標(biāo)題:可再生配儲(chǔ)能癥結(jié)如何破局?