電網(wǎng)側(cè)儲能
具有相對清晰的商業(yè)模式
電網(wǎng)側(cè)儲能通常是指服務(wù)電力系統(tǒng)運(yùn)行,以協(xié)助電力調(diào)度機(jī)構(gòu)向電網(wǎng)提供電力輔助服務(wù)、延緩或替代輸變電設(shè)施升級改造等為主要目的建設(shè)的儲能電站。中電聯(lián)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,截至2022年底,電網(wǎng)側(cè)儲能在建55座、裝機(jī)4.08吉瓦/7.52吉瓦時,累計投運(yùn)78座、裝機(jī)2.44吉瓦/5.43吉瓦時,同比增長165.87%。電網(wǎng)側(cè)儲能主要的應(yīng)用場景包括獨立儲能(包括共享儲能等)、替代型儲能(包括變電站、移動電源車等),其中獨立儲能累計投運(yùn)總能量,在電網(wǎng)側(cè)儲能電站累計投運(yùn)總能量中占比接近90%,電網(wǎng)側(cè)儲能應(yīng)用主要場景對比詳見表1。
獨立儲能
截至2022年底,獨立儲能在建48座、裝機(jī)3.82吉瓦/ 7.19吉瓦時,累計投運(yùn)64座、裝機(jī)2.10吉瓦/4.86吉瓦時,同比增長159.13%。受政策影響各地區(qū)裝機(jī)差異較為明顯,山東、湖南、寧夏、青海、河北的獨立儲能裝機(jī)較高,累計總能量占獨立儲能總能量的74.29%。2022年,獨立儲能平均運(yùn)行系數(shù)0.13(相當(dāng)于平均每天運(yùn)行3.03小時、年平均運(yùn)行1106小時)、平均利用系數(shù)0.07(相當(dāng)于平均每天利用1.61小時、年平均利用586小時),略低于電化學(xué)儲能平均水平(2022年電化學(xué)儲能電站平均運(yùn)行系數(shù)為0.17、平均利用系數(shù)為0.09)。
政策利好獨立儲能發(fā)展。一是鼓勵發(fā)展獨立儲能。全國有約20個省份出臺了支持獨立儲能發(fā)展的相關(guān)政策,部分省份通過規(guī)劃建設(shè)獨立儲能示范項目、鼓勵配建儲能轉(zhuǎn)為獨立儲能等政策支持獨立儲能發(fā)展。二是鼓勵新能源共享租賃。山東、河南、貴州、寧夏、廣西、新疆等地對于新能源企業(yè)租賃儲能容量視為配建容量,容量租賃指導(dǎo)價格在160~300元/千瓦·年之間,其中廣西明確已通過容量租賃模式配置儲能的市場化并網(wǎng)新能源項目,暫不參與調(diào)峰輔助服務(wù)費(fèi)用分?jǐn)?。三是鼓勵參與電力現(xiàn)貨交易。山東、山西、甘肅、青海、廣東等5個省份明確了獨立儲能參與現(xiàn)貨市場的規(guī)則細(xì)則。四是鼓勵參與輔助服務(wù)市場。全國有約20個省份明確了儲能參與電力輔助服務(wù)規(guī)則,主要交易品種調(diào)峰、調(diào)頻。五是給予儲能補(bǔ)貼支持。江蘇、山西、河南、廣東等10余個地區(qū)出臺了補(bǔ)貼支持政策,補(bǔ)貼方式包括放電補(bǔ)貼、容量補(bǔ)貼、投資補(bǔ)貼等。
替代型儲能
截至2022年底,替代型儲能在建7座、裝機(jī)0.26吉瓦/0.33吉瓦時,累計投運(yùn)14座、裝機(jī)0.33吉瓦/0.58吉瓦時,同比增長239.64%。2022年,替代型儲能平均運(yùn)行系數(shù)0.15(相當(dāng)于平均每天運(yùn)行3.61小時、年平均運(yùn)行1318.5小時)、平均利用系數(shù)0.14(相當(dāng)于平均每天利用3.37小時、年平均利用1232小時),運(yùn)行情況優(yōu)于電化學(xué)儲能平均水平。
鼓勵在關(guān)鍵節(jié)點建設(shè)替代型儲能設(shè)施。國家及地方相繼出臺了鼓勵政策,提出在關(guān)鍵節(jié)點、電網(wǎng)末端及偏遠(yuǎn)地區(qū)等布局新型儲能,發(fā)揮儲能應(yīng)急備用技術(shù)優(yōu)勢,探索將電網(wǎng)替代型儲能設(shè)施成本收益納入輸配電價回收等。目前已有約20個省份出臺了支持政策。
發(fā)展趨勢
隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)逐步加快,受極端天氣的影響以及新能源裝機(jī)比例逐漸增高,考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行實際需要,電網(wǎng)側(cè)儲能以其電網(wǎng)互動友好性以及相對清晰的商業(yè)模式,政策及市場關(guān)注度較高。從技術(shù)上考慮適宜建設(shè)大型電網(wǎng)側(cè)儲能的空間有限,結(jié)合區(qū)域內(nèi)市場化機(jī)制,新能源、電網(wǎng)及負(fù)荷特點可以大致推算出適合建設(shè)的位置,優(yōu)質(zhì)資源區(qū)企業(yè)投資積極性較強(qiáng)。但與此同時也應(yīng)注意到電網(wǎng)側(cè)儲能發(fā)展仍存在投資回收機(jī)制有待進(jìn)一步健全等問題。一是共享儲能全面落地尚需時間。共享儲能通過模式創(chuàng)新,為儲能降本增收提供了思路,但目前各地項目規(guī)劃較多,實際投運(yùn)較少,實際租賃情況、輔助服務(wù)調(diào)用情況等需要進(jìn)一步明確保障機(jī)制,在獲得穩(wěn)定收入方面還存在風(fēng)險。二是儲能參與電力現(xiàn)貨市場還處于初步探索階段。目前只有山東12個電站開展了相關(guān)實踐,其規(guī)模化發(fā)展還依賴各地市場機(jī)制的完善及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。三是輔助服務(wù)收益無法達(dá)到預(yù)期值。目前電力輔助服務(wù)費(fèi)還只能在發(fā)電電源間實行零和博弈,成本難以有效疏導(dǎo)至電力用戶,同時調(diào)峰等輔助服務(wù)補(bǔ)償價格普遍不高,獨立儲能收益難以保障。四是電網(wǎng)替代型儲能界定不明。目前電網(wǎng)側(cè)替代性儲能電價政策尚處于研究探索階段,儲能成本納入輸配電成本缺乏核定標(biāo)準(zhǔn)。以上這些因素在一定范圍內(nèi)影響了電網(wǎng)側(cè)儲能的實際應(yīng)用和企業(yè)投資的積極性。
電源側(cè)儲能盈利模式較為單一
電源側(cè)儲能通常是指與常規(guī)電廠、風(fēng)電場、光伏電站等電源廠站相連接,以平滑新能源功率曲線、促進(jìn)新能源消納、提升火電機(jī)組涉網(wǎng)性能等為目的建設(shè)的儲能電站。中電聯(lián)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,截至2022 年底,電源側(cè)儲能在建211座、裝機(jī)7.50吉瓦/21.27吉瓦時,累計投運(yùn)263座、裝機(jī)3.97吉瓦/ 6.80吉瓦時,同比增長131.81%。電源側(cè)儲能常見的應(yīng)用場景包括新能源配儲、火電配儲等,其中新能源配儲電站累計投運(yùn)總能量占電源側(cè)比例超過80%,電源側(cè)儲能應(yīng)用主要場景對比詳見表2。
新能源配儲
截至2022年底,新能源配儲在建193座、裝機(jī)6.92吉瓦/20.19吉瓦時,累計投運(yùn)207座、裝機(jī)2.82吉瓦/5.50吉瓦時,同比增長150.15%。受新能源配儲政策要求影響,各地裝機(jī)差異較大,山東、內(nèi)蒙古、西藏、新疆、青海等省份新能源配儲裝機(jī)較高。2022年,新能源配儲平均運(yùn)行系數(shù)0.06(相當(dāng)于平均每天運(yùn)行1.44小時、年平均運(yùn)行525小時)、平均利用系數(shù)0.03(相當(dāng)于平均每天利用0.77小時、年平均利用283小時),新能源配儲運(yùn)行情況遠(yuǎn)低于電化學(xué)儲能平均水平(2022年電化學(xué)儲能電站平均運(yùn)行系數(shù)為0.17、平均利用系數(shù)為0.09)。
受新能源配儲政策影響,新能源配儲裝機(jī)比例持續(xù)提高。一是鼓勵或強(qiáng)制新能源配儲。自2021年以來,全國27個省份發(fā)布了新能源配儲政策,其中22個省份明確新能源配置儲能比例,整體的比例要求在5%~30%之間、儲能時長要求在1~4小時之間。二是給予儲能補(bǔ)貼支持。浙江、青海、四川、重慶等11個省份發(fā)布了新能源配儲補(bǔ)貼政策,補(bǔ)貼方式與獨立儲能類似,主要包括放電補(bǔ)貼、容量補(bǔ)貼、投資補(bǔ)貼。三是鼓勵參與輔助服務(wù)市場?!蛾P(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》(發(fā)改辦運(yùn)行〔2022〕475號)提出,新能源場站配建的儲能項目,在完成站內(nèi)計量、控制等相關(guān)系統(tǒng)改造并符合相關(guān)技術(shù)要求情況下,與所屬新能源場站合并視為一個整體,按照相關(guān)規(guī)則參與電力輔助服務(wù)。當(dāng)前安徽、貴州、河南等12個省份發(fā)布了電源側(cè)儲能參與輔助服務(wù)市場的政策,交易品種主要包括調(diào)峰、調(diào)頻、備用等。
火電配儲
截至2022年底,火儲在建8座、裝機(jī)0.23吉瓦/0.38吉瓦時,累計投運(yùn)49座、裝機(jī)0.77吉瓦/0.64吉瓦時,同比增長23.20%。廣東、山東、江蘇、山西等省份火電配儲裝機(jī)較高,占總能量的88.87%。2022年,平均運(yùn)行系數(shù)0.33(相當(dāng)于平均每天運(yùn)行8.04小時、年平均運(yùn)行2933小時)、平均利用系數(shù)0.14(相當(dāng)于平均每天利用3.34小時、年平均利用1217小時),火電配儲運(yùn)行情況優(yōu)于電化學(xué)儲能平均水平(2022年電化學(xué)儲能電站平均運(yùn)行系數(shù)為0.17、平均利用系數(shù)為0.09)。
鼓勵火電配儲參與電力輔助服務(wù)市場。國家能源局此前公布的《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細(xì)則》與《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實施細(xì)則》等文件,為火儲聯(lián)調(diào)項目確立了補(bǔ)償機(jī)制。目前山東、河南、甘肅、湖北等12個省份發(fā)布了關(guān)于火電機(jī)組參與輔助服務(wù)的政策,鼓勵參與調(diào)峰、調(diào)頻等電力輔助服務(wù)。
發(fā)展趨勢
目前新能源配儲發(fā)展多受政策驅(qū)動,火儲調(diào)頻收益模式受外部環(huán)境影響較大。一是新能源配置儲能作用未能充分發(fā)揮。多地采取“一刀切”式的配置標(biāo)準(zhǔn),未出臺配套的具體使用和考核辦法,儲能與新能源尚未實現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行,儲能的實際作用難以充分發(fā)揮。二是盈利模式較為單一。新能源配儲還沒有成熟的收益模式,火電調(diào)頻主要以AGC為主,雖然調(diào)頻市場補(bǔ)償價格較高,但調(diào)頻輔助服務(wù)市場空間較小,火電裝機(jī)增長空間有限,大量靈活性資源涌入調(diào)頻市場將對調(diào)頻價格造成較大沖擊,將加劇市場價格的波動和不確定性。
用戶側(cè)儲能經(jīng)濟(jì)性逐漸顯現(xiàn)
用戶側(cè)儲能通常是指在不同的用戶用電場景下,根據(jù)用戶的訴求,以降低用戶的用電成本、減少停電限電損失等為目的建設(shè)的儲能電站。截至2022年底,用戶側(cè)儲能在建34座、裝機(jī)0.12吉瓦/0.23吉瓦時,累計投運(yùn)131座,裝機(jī)0.48吉瓦/1.81吉瓦時,同比增長49.00%。(文末注2)用戶側(cè)儲能主要的應(yīng)用場景包括工商業(yè)配儲(包括產(chǎn)業(yè)園等)、備用電源(包括海島、校園、醫(yī)院等),其中工商業(yè)、備用電源累計投運(yùn)總能量,在用戶側(cè)儲能電站累計投運(yùn)總能量中占比分別為49.61%、48.06%,用戶側(cè)儲能應(yīng)用主要場景對比詳見表3。
工商業(yè)配儲
截至2022年底,工商業(yè)配儲電站在建30座、裝機(jī)0.11吉瓦/0.20吉瓦時,累計投運(yùn)81座、裝機(jī)0.28吉瓦/0.90吉瓦時,同比增長136.79%。峰谷電價差是工商業(yè)配儲的主要盈利模式,根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計數(shù)據(jù),峰谷價差較大的江蘇、浙江、廣東、安徽工商業(yè)配儲裝機(jī)較高,占工商業(yè)配儲總能量的 92.33%。2022年,工商業(yè)配儲平均運(yùn)行系數(shù)0.49(相當(dāng)于平均每天運(yùn)行11.78小時、年平均運(yùn)行4297小時)、平均利用系數(shù)0.31(相當(dāng)于平均每天利用7.28小時、年平均利用2658小時),工商業(yè)配儲運(yùn)行情況優(yōu)于電化學(xué)儲能平均水平(2022年電化學(xué)儲能電站平均運(yùn)行系數(shù)為0.17、平均利用系數(shù)為0.09)。
國家及地方層面密集發(fā)布了分時電價、儲能補(bǔ)貼、需求響應(yīng)、儲能交易等一系列政策,鼓勵用戶側(cè)儲能多元發(fā)展。一是分時電價逐步擴(kuò)大。各地峰谷電價差的不斷增大,參照2023年5月各地電網(wǎng)代理購電價格,最大峰谷價差超過0.7元/千瓦時的省份有17個(目前電化學(xué)儲能度電成本約為0.6~0.7元/千瓦時,當(dāng)峰谷電價差超過度電成本時工商業(yè)儲能投資才可實現(xiàn)盈利),部分省份設(shè)置兩個高峰時段,越來越多省份的工商業(yè)儲能具備了經(jīng)濟(jì)性。二是各地陸續(xù)出臺補(bǔ)貼支持政策。包括江蘇、浙江、山西、四川等省份在內(nèi)的超10個地區(qū)發(fā)布了針對工商業(yè)用戶側(cè)儲能的補(bǔ)貼政策。補(bǔ)貼方式與電網(wǎng)側(cè)獨立儲能場景類似。三是鼓勵用戶側(cè)儲能參與需求響應(yīng)。已有廣東、重慶、云南等10余省份明確或鼓勵用戶側(cè)儲能作為響應(yīng)主體參與需求響應(yīng),主要響應(yīng)方式為削峰填谷,按照響應(yīng)主體容量或有效響應(yīng)電量進(jìn)行補(bǔ)償,不同省份補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)差異較大。四是鼓勵用戶側(cè)儲能參與電力輔助服務(wù)。國家發(fā)布政策鼓勵支持10千伏及以上的工商業(yè)用戶直接參與電力市場。目前,包括華北電網(wǎng)轄區(qū)和安徽、福建等在內(nèi)的10余個地區(qū)或省份,在其輔助服務(wù)相關(guān)政策中明確或鼓勵用戶側(cè)儲能可以參與調(diào)峰交易,調(diào)峰服務(wù)價格在0.1元/千瓦時~1元/千瓦時之間。
備用電源
截至2022年底,備用電源在建4座、裝機(jī)0.01吉瓦/ 0.03吉瓦時,累計投運(yùn)41座、裝機(jī)0.18吉瓦/0.87吉瓦時,同比增長7.59%。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),江蘇、廣東等省份備用電源裝機(jī)較高,占備用電源總能量的 97.61%。2022年,備用電源平均運(yùn)行系數(shù)0.19(相當(dāng)于平均每天運(yùn)行4.45小時、年平均運(yùn)行1626小時)、平均利用系數(shù)0.10(相當(dāng)于平均每天利用2.32小時、年平均利用848小時),備用電源運(yùn)行情況與電化學(xué)儲能平均水平基本一致(2022年電化學(xué)儲能電站平均運(yùn)行系數(shù)為0.17、平均利用系數(shù)為0.09)。
“十四五”初期,我國局地發(fā)生數(shù)次缺電。2021年因為煤炭價格上漲、能耗雙控等原因,超過20個省份實施有序用電。2022年受極端高溫天氣、水電出力驟減等影響,結(jié)合經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇工商業(yè)電力消費(fèi)持續(xù)增長等因素,超過20個省份實施了有序用電。部分工商業(yè)用戶出現(xiàn)用電短缺問題,用戶側(cè)儲能系統(tǒng)作為備用電源的部署需求逐漸顯現(xiàn)。
發(fā)展趨勢
隨著我國電力市場化改革的持續(xù)推進(jìn),工商業(yè)儲能的經(jīng)濟(jì)性正在逐步顯現(xiàn),考慮到工商業(yè)用戶逐步進(jìn)入電力市場帶來的高耗能用電成本的上升,以及第三產(chǎn)業(yè)、城鄉(xiāng)居民用戶的用電量占比不斷提升,未來峰谷電價差有望進(jìn)一步拉大或維持高位,這也預(yù)示著用戶側(cè)儲能擁有著較大的發(fā)展?jié)摿Α4送?,各地限電政策的出臺,也將刺激工商業(yè)用戶的電化學(xué)儲能配置需求。用戶側(cè)儲能雖然擁有較為廣闊的發(fā)展前景,但對于工商業(yè)配儲、備用電源的發(fā)展,在未來還將面臨著一些實際性的挑戰(zhàn)。一是商業(yè)模式較為單一。峰谷套利是目前用戶側(cè)儲能最主要的盈利方式,但是覆蓋范圍還主要局限在峰谷差價比較大的省份,部分地方政府雖然有補(bǔ)貼,但是補(bǔ)貼核算存在困難,且隨著儲能規(guī)模的擴(kuò)大,補(bǔ)貼難以持續(xù)。二是市場化機(jī)制不健全。用戶側(cè)儲能參與電力輔助服務(wù)準(zhǔn)入要求、參與方式、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)機(jī)制尚不健全,參與積極性普遍不高。三是儲能安全管理有待加強(qiáng)。由于用戶側(cè)儲能項目通常單體規(guī)模較小,安裝環(huán)境復(fù)雜,加之相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚不健全,對用戶側(cè)儲能安全管理帶來更高的挑戰(zhàn)。
電化學(xué)儲能高質(zhì)量發(fā)展的
有關(guān)建議
一是因地制宜配置儲能規(guī)模。結(jié)合當(dāng)?shù)匦履茉聪{、資源特性、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、電網(wǎng)安全、電源結(jié)構(gòu)等因素,由地方政府和電網(wǎng)公司牽頭,滾動確定并發(fā)布各區(qū)域的儲能規(guī)模和比例,科學(xué)確定新能源配置儲能的合理比例,有序引導(dǎo)共享儲能建設(shè)節(jié)奏,對于電網(wǎng)替代型儲能,建議在電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃中予以明確。
二是構(gòu)建長效成本疏導(dǎo)及市場機(jī)制。建立保障電化學(xué)儲能盈利的長效機(jī)制,完善電能量市場機(jī)制,明確儲能參與電力市場交易規(guī)則,加大有償調(diào)峰補(bǔ)償力度,豐富交易品種,不斷完善輔助服務(wù)市場建設(shè)。研究建立儲能成本以電力輔助服務(wù)費(fèi)、輸配電價等形式向電力用戶疏導(dǎo)的機(jī)制,規(guī)劃出臺容量電價機(jī)制。健全尖峰電價機(jī)制,適度拉大峰谷價差,通過價格信號激勵市場主體自發(fā)配置儲能資源。
三是健全全流程安全管理機(jī)制。規(guī)范儲能電站全過程安全管理,不斷加強(qiáng)儲能安全技術(shù)攻關(guān),完善基于儲能項目技術(shù)升級和安全性的檢測認(rèn)證和監(jiān)督體系,建設(shè)并運(yùn)營好電化學(xué)儲能電站安全監(jiān)測信息平臺,加強(qiáng)儲能專業(yè)人才的培養(yǎng),推動安全管理人員持證上崗。
四是持續(xù)完善儲能相關(guān)政策規(guī)范。結(jié)合國家政策,結(jié)合行業(yè)需求,研究完善電化學(xué)儲能發(fā)展的相關(guān)政策及規(guī)范,并為政府、企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)提供政策解讀服務(wù),推動新能源配儲在實際應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。
(注1:數(shù)據(jù)統(tǒng)計范圍:國家電化學(xué)儲能電站安全監(jiān)測信息平臺收集的全國電力安委會19家企業(yè)成員單位500千瓦/500千瓦時以上電化學(xué)儲能電站數(shù)據(jù)。
注2:因統(tǒng)計范圍僅為全國電力安全生產(chǎn)委員會19家企業(yè)成員單位,用戶側(cè)儲能統(tǒng)計數(shù)據(jù)有限。)
原標(biāo)題: 電化學(xué)儲能的多種應(yīng)用場景及發(fā)展空間