近年來,隨著太陽能和風(fēng)能等間歇性可再生能源在電網(wǎng)中的占比越來越高,儲能成為一個爭論不休的焦點話題。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)是為處理持續(xù)、穩(wěn)定的能源流而設(shè)計的,面對高比例間歇性能源的接入,電力系統(tǒng)消納能力的短板凸顯,面臨著全新的挑戰(zhàn)。如果把電力系統(tǒng)看做一個巨人,那么從冒著黑煙的黑鐵巨人向長出綠葉花藤的綠樹巨人的蛻變,無疑是一個洗筋伐髓的艱難過程,其間肯定會產(chǎn)生諸多陣痛。
作為一種能夠在不需要時儲存能量,然后在需要時釋放能量的技術(shù),儲能對電力系統(tǒng)的諸多益處已得到公認(rèn),其調(diào)頻、平滑出力、調(diào)峰、穩(wěn)壓的功效已得到理論和實踐的證明。但是,當(dāng)下儲能的系統(tǒng)級大規(guī)模應(yīng)用仍然是一個非常昂貴的選擇,因此其對于實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)落地的作用如何有效發(fā)揮,仍需要深究。這個情況有點像保健品之于人體,相對于治療藥物的劑量和效果,完全不在一個量級上,雖然無論是宣傳上還是理論上,儲能都幾乎全能,但如果用類似藥品檢驗的標(biāo)準(zhǔn)去量化考量,則可能并沒有想象中那么美好。那么,問題來了,當(dāng)新型電力系統(tǒng)面對新型儲能,如何掌握“用藥之道”?
儲能配置:對癥下藥,量體裁衣
根據(jù)實際情況配置適應(yīng)儲能容量,需要對能源系統(tǒng)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境的具體特征進(jìn)行詳細(xì)分析。主要考慮因素包括當(dāng)?shù)氐哪茉匆?guī)劃、氣候資源和能源供需狀況。其中,能源規(guī)劃既包括能源結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計,也包括對并網(wǎng)消納、靈活調(diào)節(jié)、節(jié)能降碳等方面的具體要求,還涉及到能源相關(guān)的上下游產(chǎn)業(yè)布局;氣候資源既影響到負(fù)荷曲線的變化趨勢,也關(guān)系到當(dāng)?shù)仫L(fēng)光資源的開發(fā)潛力和出力特點;能源供需在一天和一年中都會發(fā)生一定周期性和隨機(jī)性的變化,這種變化會通過調(diào)峰缺口、分時電價或現(xiàn)貨電價呈現(xiàn)出來,繼而影響儲能容量的最佳配置。為了科學(xué)合理配置儲能容量,必須綜合考慮上述因素,并對能源系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析計算,再基于結(jié)果制定儲能技術(shù)類型和容量的配置方式。
這是一個量體裁衣、對癥下藥的過程,即使同一省份,在不同的阻塞區(qū),儲能的運行模式和使用效果也會大相徑庭,“一刀切”的儲能配置并不能保證解決任何實質(zhì)性的運行問題。要以最終成效作為包括儲能在內(nèi)的能源投資建設(shè)的評價標(biāo)準(zhǔn),只有實際利用率高才能說明儲能或其他裝置容量配置的合理性。“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同規(guī)劃和有機(jī)融合有助于確保儲能系統(tǒng)以綜合和協(xié)調(diào)的方式部署,關(guān)鍵是優(yōu)化能源系統(tǒng)的整體效率和可靠性。協(xié)同規(guī)劃的一方面是可再生能源與電網(wǎng)的融合,基于其可變性和間歇性,考慮包括儲能在內(nèi)的所有可用靈活性資源的需求;另一方面是儲能與整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào),需要考慮儲能系統(tǒng)自身部署的位置和容量,與電力系統(tǒng)交互的技術(shù)和監(jiān)管要求,以及相關(guān)的市場規(guī)則等。
雖然儲能的規(guī)劃和配置應(yīng)該因地制宜地通過測算確定合理規(guī)模和形式,但從大的發(fā)展階段可以分為兩個階段。第一個階段是仍主要以火電等傳統(tǒng)能源參與調(diào)節(jié)支撐可再生能源消納的時期,該階段儲能還不具備大規(guī)模經(jīng)濟(jì)使用的條件,應(yīng)該作為系統(tǒng)的一種有效補(bǔ)充,作為電力系統(tǒng)的“保健品”酌情使用,不需要強(qiáng)制配置,以最終見效為目標(biāo)理性自主配置;第二個階段,隨著可再生能源并網(wǎng)比例突破臨界點,無法繼續(xù)依靠傳統(tǒng)能源作為常態(tài)支撐時,儲能和需求側(cè)響應(yīng),甚至可再生能源本身,都要作為靈活性調(diào)節(jié)資源的一部分參與其中,該階段儲能將成為系統(tǒng)所必需的處方藥,但此時市場機(jī)制應(yīng)能夠納入靈活性價值的考量,使儲能投資運營能夠通過直接參與市場得到回報,形成良性的商業(yè)模式。
近日,由國家能源局牽頭制定發(fā)布的《新能源基地跨省區(qū)送電配置新型儲能規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》(征求意見稿)指出,儲能的配置規(guī)模應(yīng)綜合考慮配套支撐電源的調(diào)峰能力和其他調(diào)控手段后,通過生產(chǎn)模擬測算分析確定。其中,配套支撐電源包括煤電、氣電、水電、抽水蓄能等,因而對于煤電裝機(jī)豐富和擁有大型抽水蓄能電站,以及負(fù)荷與新能源出力匹配較好的區(qū)域,儲能的配置規(guī)模需求會相對降低。
“儲能+”模式:良方活用,無限組合
儲能技術(shù)本身具有一專多能的特點和靈活多樣的技術(shù)路線,主要體現(xiàn)在促進(jìn)可再生能源的消納并網(wǎng)、改善電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性、實現(xiàn)交通電氣化、改善偏遠(yuǎn)或離網(wǎng)地區(qū)的電力供應(yīng)、提升能源利用效率等方面。而除儲能技術(shù)外,可再生能源發(fā)電技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)、能源優(yōu)化運行管理等技術(shù),也都成為未來更可持續(xù)的新型能源體系的關(guān)鍵組成部分。儲能和其他技術(shù)的結(jié)合,可以重構(gòu)出一個更加靈活、可靠和可持續(xù)的新型能源系統(tǒng),從而在滿足社會需求的同時,減少溫室氣體排放、應(yīng)對氣候變化,因而“儲能+”模式有著近乎無限的可能。
總體而言,“儲能+”分為兩類:一是儲能技術(shù)與其他領(lǐng)域的結(jié)合,包括“儲能+光伏”“儲能+風(fēng)能”“儲能+電動汽車”“儲能+氫燃料電池”等,通過儲能的加持突破對應(yīng)領(lǐng)域技術(shù)上的既有限制,在新模式下形成合力;二是不同儲能技術(shù)之間的混合,包括:“鋰電+超級電容”“鋰電+液流電池”“飛輪+電池”“儲熱+儲電”等組合方式,使得功率型儲能與能量型儲能以合適的配比應(yīng)對特定的應(yīng)用場景,輔以狀態(tài)預(yù)測和優(yōu)化控制技術(shù),達(dá)到取長補(bǔ)短的效果。
充滿希望和可能性的東西總是讓人向往,但能否落地的關(guān)鍵因素還是盈利能力,上述每一種模式都有賴于有利的政策和市場環(huán)境的改善,以及儲能系統(tǒng)成本的繼續(xù)降低。值得說明的是,“儲能+”是非常靈活的,并不局限于“1+1”式的結(jié)合。隨著應(yīng)用場景的細(xì)分,在有限的壽命和容量下,考慮到不同技術(shù)本身對使用強(qiáng)度、運行環(huán)境的要求,不同儲能技術(shù)與其他技術(shù)的疊加混合形式將形成不同成分構(gòu)成的“藥方”,如同在單方和復(fù)方之間選擇的藝術(shù)。
商業(yè)模式:適量用藥,以終為始
配儲不是為配而配,是為了靈活調(diào)節(jié)。儲能到底需要上多少,應(yīng)該按照最終能有效利用多少、發(fā)揮多少價值來確定。
國際可再生能源署(IRENA)在其發(fā)布的《電儲能估值框架》中從系統(tǒng)價值、項目成本和項目收入三個維度評估電儲能的價值。只有當(dāng)項目收入適當(dāng)高于項目成本時,項目才有商業(yè)落地的可行性,若此時項目的系統(tǒng)價值還能高于項目收入,則該項目除了滿足運營者自身商業(yè)回報之外,也對社會提供了額外的貢獻(xiàn),是比較理想的狀態(tài),儲能及相關(guān)行業(yè)必然能夠自發(fā)快速成長。但是,如果項目收入不足以回收成本,即使系統(tǒng)價值已被廣泛認(rèn)可,仍然存在一個“誰來買單”的問題。況且,儲能項目的系統(tǒng)價值并不是可以完全顯性量化的,諸如延緩系統(tǒng)擴(kuò)容、效率提升、燃料節(jié)約、運維降本等,都涉及到太多的變量,短期內(nèi)難以形成一套能被社會接受的認(rèn)定和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)階段電力系統(tǒng)在靈活調(diào)節(jié)上的缺口成為促使各地推出配儲政策的直接原因,但至今沒有形成公認(rèn)的關(guān)于該缺口及所需靈活性資源的測算方法和統(tǒng)計結(jié)果,配儲要求卻水漲船高地卷了起來,讓人有一種囤藥搶購的既視感,雖然不知道最終需要吃多少,拿到手里卻是更安心的。但儲能這劑好藥,對于電力系統(tǒng)這個超級巨人似乎囤多少都不夠用,但錢袋子卻眼見得變空了。“儲能曬太陽”或者“劣幣逐良幣”的怪象都是源于容量恐慌,糾結(jié)于以始為終,卻沒有從最終如何利用去考慮,勢必會造成巨大的浪費。
近年來,國家發(fā)改委和國家能源局宣布了大力發(fā)展新型儲能電站的總體規(guī)劃。我國各地積極跟進(jìn),紛紛推出利好儲能的優(yōu)惠政策,如新能源強(qiáng)配儲能、儲能補(bǔ)貼、分時電價政策等。目前,全國各地正在執(zhí)行的儲能補(bǔ)貼政策共有32項,其中2022年共發(fā)布20項。2022年的儲能補(bǔ)貼政策主要集中在用戶側(cè),注重與分布式光伏相結(jié)合,因為地方招商產(chǎn)業(yè)需求較為旺盛。補(bǔ)貼方式主要包括容量補(bǔ)貼、放電補(bǔ)貼和投資補(bǔ)貼,其中以分布式光伏結(jié)合為主。浙江、江蘇、四川、安徽和廣東等地政策出臺最為密集,浙江省龍港市、北京市、重慶市銅梁區(qū)等地方政策支持力度較大。強(qiáng)配儲能的政策執(zhí)行至今,已暴露出諸如一刀切、惡性競爭、利用率低下等方面的問題;分時電價的修訂,擴(kuò)大了峰谷價差,從而增加了儲能電站的套利空間,未來將過渡為現(xiàn)貨電價;儲能補(bǔ)貼則在一定程度上緩解了當(dāng)前儲能投資的資金壓力,但也受到資金來源和執(zhí)行規(guī)范的限制。無論何種措施,均要注意避開強(qiáng)配已呈現(xiàn)出的問題,形成正向的精準(zhǔn)激勵,從而促使儲能技術(shù)的進(jìn)步、模式的創(chuàng)新和成本的下降。
儲能是一個處于快速發(fā)展期的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),同時也是一個面對不確定風(fēng)險的資金密集型產(chǎn)業(yè),在電力系統(tǒng)的綠色轉(zhuǎn)型期,儲能承載著眾多的期待,卻也難以掩飾尚不成熟的商業(yè)模式帶來的窘境。儲能這一味好藥要真正發(fā)揮藥效,既要悉心培育,也要去蕪存菁;既要精心調(diào)配,也需辨證施治;既要有主材打底,也要有輔料搭配,從而避免讓“一擁而上囤積、一哄而散丟棄”的故事重演。
原標(biāo)題: 新型儲能的“用藥之道”