中央財經(jīng)委員會第九次會議中研究明確了我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的基本思路與主要舉措。為我國能源電力行業(yè)在“十四五”期間乘勢而上、奮進(jìn)高飛指明了方向。我國是能源生產(chǎn)與消費大國,能源稟賦與能源清潔生產(chǎn)間的平衡,工業(yè)化及城鎮(zhèn)化快速發(fā)展與能源消費的平衡,是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和必須突破的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。電力賦能以滿足我國經(jīng)濟(jì)的增長需求,新型電力系統(tǒng)將扮演重要角色,提供更穩(wěn)定、更經(jīng)濟(jì)、更清潔、更高效、更安全的能源電力供給,支撐我國經(jīng)濟(jì)大步跨入高質(zhì)量發(fā)展階段。
(作者:國家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院 賈純超 張迪)
新型電力系統(tǒng)對儲能產(chǎn)業(yè)提出更高要求
近年來,我國的新能源發(fā)展取得了舉世矚目的成就。新能源的高比例接入,對電力系統(tǒng)的應(yīng)變能力提出了更高的要求,儲能在新型電力系統(tǒng)中的樞紐作用逐漸凸顯。在電源側(cè),儲能可以平滑輸出不穩(wěn)定電力,實現(xiàn)削峰填谷;在電網(wǎng)側(cè),儲能提高消納能力,促進(jìn)供需平衡,顯著提升電網(wǎng)性能及穩(wěn)定性;在用戶側(cè),儲能可豐富終端用戶的身份,轉(zhuǎn)變使用者成為供應(yīng)者。
儲能技術(shù)發(fā)展迅猛,行業(yè)應(yīng)用和裝機規(guī)模呈現(xiàn)跨越式增長,儲能產(chǎn)業(yè)依然有成本居高不下、智能化水平低、商業(yè)模式不成熟等問題,阻礙其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,同時也對新型電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性發(fā)出挑戰(zhàn)。國家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院吳智泉等撰寫的《新型電力系統(tǒng)中儲能創(chuàng)新方向研究》一文中提出:“儲能必須圍繞電網(wǎng)的高彈性、服務(wù)的普惠性、技術(shù)的靈活性、資源的共享性,加速技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新。”
2021年8月10日印發(fā)的《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》將推動儲能技術(shù)創(chuàng)新,大幅降低儲能項目成本。2020年以來,全國24個省份發(fā)布了鼓勵或要求新能源項目配套儲能政策,多省份明確要求新能源場站配置儲能,山東、安徽、貴州、寧夏等省份在2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電項目競爭性配置辦法規(guī)定中明確要求新能源場站配置一定容量的儲能設(shè)施。隨著新疆、青海、山東的新能源側(cè)儲能電站參與輔助服務(wù)并獲得補償,新能源發(fā)電側(cè)儲能的收益來源得以擴展。新能源項目發(fā)電量通過市場化交易競爭上網(wǎng),也為儲能與新能源結(jié)合的商業(yè)模式提供更多可能,儲能商業(yè)模式的創(chuàng)新將成為儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵推力。
共享儲能是什么?
常規(guī)儲能系統(tǒng),小到一輛電動汽車大到儲能電站,往往作為獨立的儲能系統(tǒng)存在,缺少互聯(lián)互通的環(huán)節(jié),發(fā)揮作用有限,難免造成資源的浪費,無法實現(xiàn)價值最大化。2017年印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》中明確鼓勵創(chuàng)新儲能商業(yè)模式。
共享經(jīng)濟(jì)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)物,通過將資源的所有權(quán)及使用權(quán)分離,一方面使資源所有者更多的取得收益,另一方面又使需求方以較低的價格使用了資源。其因社會性在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,正悄然融入并改變?nèi)藗冊械纳罘绞?。新型電力系統(tǒng)的分布性、互動性與共享經(jīng)濟(jì)的理念高度契合。新能源具有隨機性、間歇性、波動性等不確定特點,疊加互補效應(yīng)會隨新能源的增多更加明顯,造成資源浪費,且源、網(wǎng)、荷各側(cè)針對儲能的需求有較大差異,共享思想的引入可大幅降低“棄風(fēng)棄光”,提高資源利用效率。
在區(qū)域范圍內(nèi),以電網(wǎng)為媒介,統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的相關(guān)儲能資源,從而使儲能系統(tǒng)的使用效率最大化,提升新能源消納水平,而且能夠提高共享儲能參與者的收益總和并綜合提升新能源消納,即為共享儲能。共享儲能可概括為以下三種模式:
(1)共享建設(shè):新能源發(fā)電企業(yè)自建或共建、發(fā)電企業(yè)與省電力公司共建、運營共享儲能。
(2)共享租賃:即可采用長期容量權(quán)益和儲能服務(wù)租賃,也可以多期市場競價(日前+日內(nèi))。
(3)共享功能:疊加多種交易品種,既可以參加調(diào)峰輔助服務(wù),也可以參加調(diào)頻輔助服務(wù),未來開展備用爬坡等品種。
由一家或多家投資在新能源匯集站建設(shè)共享儲能電站,儲能電站與區(qū)域內(nèi)甚至區(qū)域外的新能源電站、供電公司同時簽訂電費結(jié)算協(xié)議,當(dāng)新能源電站受到限電影響時,由調(diào)度機構(gòu)將棄風(fēng)、棄光電量存儲在共享儲能系統(tǒng)中,在負(fù)荷側(cè)用電高峰或有接納空間時釋放電能。儲能方向新能源電站支付充電成本后,通過市場交易電價(競價、雙邊等)+輸配電價獲得收益。共享儲能的商業(yè)模式已在青海省實現(xiàn)穩(wěn)定運營,青海地區(qū)早期新能源項目上網(wǎng)電價高,且棄電率高,采用共享儲能運營模式可提升新能源消納和擴大盈利。商業(yè)模式的創(chuàng)新推動青海省引領(lǐng)我國的清潔能源革命,7月14日,《青海打造國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地行動方案》印發(fā),將進(jìn)一步打造多元協(xié)同高效儲能體系。
區(qū)塊鏈——共享儲能的核心技術(shù)
共享儲能成為成熟的商業(yè)模式需首先解決市場主體的協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)的公信度、運行效率等關(guān)鍵問題。區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、透明共享、安全可靠等技術(shù)特點完美的呼應(yīng)了共享儲能發(fā)展的難題。
首先是去中心化。區(qū)塊鏈技術(shù)在去中心化前提下,支撐海量用戶點對點( P2P)網(wǎng)絡(luò)通信,依托分布式技術(shù),通過數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù),利用非對稱密鑰技術(shù)保護(hù)隱私,形成高效可信的記錄存儲系統(tǒng)。在共享儲能的應(yīng)用中,可以在取消信息中心作為樞紐的同時,聯(lián)結(jié)儲能系統(tǒng)全生命周期內(nèi)的源、網(wǎng)、荷、儲各方,甚至包括設(shè)備供應(yīng)方及設(shè)備退役后的處理方,通過省去運營維護(hù)費用、降低設(shè)備成本等方式提升經(jīng)濟(jì)效益,同時也保證了溝通質(zhì)量。
其次是透明共享。在保證交易各方的私有信息保密的基礎(chǔ)上,采用區(qū)塊鏈架構(gòu)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層的技術(shù),實現(xiàn)全過程無差別記錄,促進(jìn)數(shù)據(jù)的透明共享,時序數(shù)據(jù)可溯源、永久記錄、無法篡改,各方均能通過公開接口查看區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于共享儲能中,可使各參與方準(zhǔn)確了解并監(jiān)督各環(huán)節(jié)的工作情況,實現(xiàn)清分結(jié)算過程中智能化、可信化、便捷化、高效化。
再次是安全可靠。非對稱加密機制的應(yīng)用使得相關(guān)數(shù)據(jù)僅對系統(tǒng)中的節(jié)點開放,保證了交易系統(tǒng)的安全性。依托基于區(qū)塊鏈技術(shù)的共享儲能輔助服務(wù)市場化運營平臺,通過新能源電站與共享儲能的供需關(guān)聯(lián)互動,區(qū)塊鏈技術(shù)與源、網(wǎng)、荷、儲等環(huán)節(jié)融合,實現(xiàn)安全校核和自主交易,有利于提高電力系統(tǒng)的安全性和智能性。
發(fā)揮儲能共享性的建議
一、完善共享儲能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
電能不同于普通商品,共享儲能大規(guī)模推廣后,勢必增加電網(wǎng)的傳輸壓力,儲能電站的選址應(yīng)統(tǒng)籌考慮各地區(qū)氣候、地勢、電網(wǎng)建設(shè)等實際情況。同時,豐富儲能電站儲能技術(shù)種類,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。
二、深化共享儲能機制建設(shè)
2019年6月18日,《青海電力輔助服務(wù)市場運營規(guī)則(試行)》的發(fā)布為“共享儲能”市場化交易提供了遵循。在全國范圍內(nèi)推廣共享儲能,應(yīng)進(jìn)一步突破體制和機制束縛,鼓勵利益各方廣泛參與政策制定,建立良好的協(xié)同機制。通過推進(jìn)電力市場化改革、完善電價形成機制、保障清潔能源消納、引導(dǎo)綠色能源消費,深化“能源革命”構(gòu)建市場化發(fā)展體系。
三、加強共享儲能監(jiān)管及標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
針對共享儲能的技術(shù)特點,建立可支撐其發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系。加快儲能系統(tǒng)整機試驗驗證,開發(fā)高精細(xì)度的監(jiān)測和控制技術(shù);嚴(yán)格規(guī)范儲能電站產(chǎn)品質(zhì)量,保證材料體系品質(zhì)、合理結(jié)構(gòu)布局;進(jìn)一步完善儲能電站消防措施配置,加強安全消防措施;開展儲能系統(tǒng)監(jiān)測,提高電池管理系統(tǒng)控制準(zhǔn)確度和靈敏度。
四、打造普適性的共享儲能運營模式
青海地區(qū)有獨特的地域特點,中東部地區(qū)位于負(fù)荷中心,新能源棄電量低,加之新能源平價上網(wǎng)規(guī)模不斷增大,共享儲能模式的盈利空間受到大幅壓縮,打造靈活運用共享建設(shè)、共享租賃、共享功能的普適性的共享儲能運營模式尤為必要。
儲能的共享化是技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物,也是儲能在新型電力系統(tǒng)中維持電力供需平衡,保證新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)。共享儲能促進(jìn)源、網(wǎng)、荷、儲各方更深入的參與到電力系統(tǒng)當(dāng)中,加快儲能的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,青海省試點成功提高了共享儲能商業(yè)模式的可復(fù)制推廣性,共享儲能必將為儲能產(chǎn)業(yè)撐起清潔低碳、安全高效的明天。
原標(biāo)題:“共享”成就儲能產(chǎn)業(yè)的明天