當(dāng)下,儲能被認(rèn)為是解決新能源隨機波動問題的最有效手段,也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要保證。今年4-5月份,儲能相關(guān)政策密集出臺,2019年版《輸配電價成本監(jiān)審辦法》明確的抽水蓄能、電化學(xué)儲能不進入輸配電價,帶來的行業(yè)不利影響正被逐步修正。
4月21日,國家發(fā)改委、能源局發(fā)布了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》(文1),對儲能發(fā)展的系列問題提出了整體思路,新型儲能的市場地位和商業(yè)模式問題有望逐步解決。4月30日,發(fā)改委印發(fā)了《關(guān)于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》(文2),針對抽水蓄能兩部制電價提出了一系列新的措施和辦法,核心在于通過容量電價實現(xiàn)抽水蓄能的保底收益,為抽水蓄能建設(shè)再次進入快車道掃清了障礙。5月25日,在發(fā)改委出臺的《關(guān)于“十四五”時期深化價格機制改革行動方案的通知》(文3)中,提出要深入推進能源價格改革,完善風(fēng)電、光伏發(fā)電、抽水蓄能價格形成機制,建立新型儲能價格機制。
但在上述系列政策中,除抽水蓄能價格機制取得突破外,以電化學(xué)儲能為代表的新型儲能僅收獲預(yù)期,實質(zhì)上的電價機制仍不明朗。筆者認(rèn)為,“建立新型儲能價格機制”是新型儲能健康發(fā)展的基礎(chǔ)條件,而出臺針對新型儲能的容量電價,是適應(yīng)我國電力發(fā)展現(xiàn)狀的最有效的價格機制。
一、為什么要有容量電價
(一)我國電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力重構(gòu)需求
分析人士經(jīng)常以歐洲為參照來評論我國新能源的發(fā)展,但我國電力系統(tǒng)有其自身特點,其中比較明顯的一點是調(diào)節(jié)能力顯著弱于歐洲:一是煤電是主要調(diào)節(jié)電源,其調(diào)節(jié)能力有限;二是受庫容量、來水季節(jié)分明、大水電基地梯級調(diào)度等原因影響,我國常規(guī)水電調(diào)節(jié)能力較差;三是抽水蓄能、氣電等靈活性電源占比僅為6%;四是電力市場不健全,利用價格信號實現(xiàn)供需調(diào)節(jié)的作用有限。
盡管如此,我國風(fēng)電、太陽能裝機占比已超過1/4,西北等區(qū)域電網(wǎng)新能源比例更明顯高于歐洲,我國在充分挖掘電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,促進新能源發(fā)展方面做出的努力走在世界前列。但是,新能源在我國更大規(guī)模發(fā)展,直至“以新能源為主體”的目標(biāo)實現(xiàn),再依靠傳統(tǒng)電源的調(diào)節(jié)邊際,以不斷消耗電力系統(tǒng)既有安全裕度為代價的發(fā)展方式已不可維系。理性審視我國電源結(jié)構(gòu)問題,從頂層設(shè)計上建立不同電源協(xié)同發(fā)展的價格機制,是提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,促進新能源發(fā)展的重要前提。
(二)電力系統(tǒng)供電充裕度需求
相對于新能源的消納問題,新能源電力供應(yīng)不足導(dǎo)致限電造成的社會影響更大,該狀況見于上個冬天湖南等省市拉閘限電,也出現(xiàn)于美國大停電事故,而大家津津樂道的新能源發(fā)展標(biāo)桿德國,由于限核退煤,將同時面臨用電成本失控和電力短缺的威脅。2021年缺電的陰云越來越近,夏天未至廣東等地缺電預(yù)兆已紛紛出現(xiàn)。
該問題的重要原因在于不同品種電源在電力容量上的匹配,在以煤電、水電為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中,電源的容量和電量是同步增長的,雖然沒有容量價值的顯性體現(xiàn),但將電源全周期成本分?jǐn)偟诫娏可?,通過電量和電價即可回收電源全部投資,從而促進發(fā)電企業(yè)投資,保證了電力供應(yīng)的充裕度。
但在全力發(fā)展新能源的當(dāng)下,具有較強容量特性的煤電機組投資受限,文2出臺之前抽水蓄能成本不進入輸配電價,電化學(xué)儲能價格機制尚未理順,而新能源裝機的高歌猛進,卻無法實現(xiàn)可調(diào)容量的有效增長,從而造成了系統(tǒng)有效容量的不足。按照統(tǒng)計數(shù)據(jù),新能源在各個時段的保證出力,即可考慮進入發(fā)用電平衡的容量也許不及總裝機的10%。如果沒有足夠儲能設(shè)備,即便如行業(yè)預(yù)測的,2060年新能源裝機達到60億千瓦,在某些時段只能保證不足6億千瓦的有效發(fā)電。因為新能源反調(diào)峰特性,這些時段往往會遇上夏高峰和冬高峰,將造成較為嚴(yán)重的電力短缺。
(三)容量電價符合我國國情
在電力市場建設(shè)中加入明顯的價格信號,引導(dǎo)調(diào)節(jié)電源準(zhǔn)入和負(fù)荷自調(diào)節(jié),是促進發(fā)用電平衡和保證供電充裕度的基礎(chǔ),也是促進儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。
其市場機制主要有兩類:一是電量市場的稀缺電價機制,完全由供需關(guān)系確定電量價格,在供不應(yīng)求時,電價上升促進電源發(fā)電積極性,同時抑制一部分電能消費需求。由于電力需求剛性較強,會造成電價大幅上漲,從而推動電源投資,該機制下容量激勵不直接,是以周期性的缺電和高電價為代價,來促進容量投資;另一類則通過建立容量市場直接反映容量需求信號,容量價格可以由市場交易形成,也可以由政府根據(jù)成本定價法設(shè)定。該方式具有一定的計劃性,容量充裕度很大程度取決于監(jiān)管機構(gòu)對未來容量需求的合理預(yù)測,通過市場機制進行資源調(diào)配的作用不如前者。
兩種機制中,類似得州大停電期間價格飆升的稀缺電價機制現(xiàn)階段不適合我國,因為稀缺電價主要由尖峰負(fù)荷造成,而尖峰負(fù)荷中很大部分為民用的空調(diào)或采暖負(fù)荷,其持續(xù)時段雖然不長,但牽涉面廣,社會影響大。在我國當(dāng)前的電力市場設(shè)計中,民用電為保底供電范圍,設(shè)想得州事件發(fā)生在中國,將造成多大的民生問題,所以我國沒有為稀缺電價買單的社會環(huán)境。相較而言,通過容量電價機制,對容量投資進行直接激勵能更好保證供電充裕度;同時通過納入省級電網(wǎng)輸配電價回收,由全社會用戶進行分?jǐn)?,能避免電價飆升等問題,是當(dāng)前比較可行的方法。
二、容量電價的適用范圍
(一)容量電價是解決儲能發(fā)展問題的鑰匙
正是基于此,在新型儲能的商業(yè)模式設(shè)計和成本疏導(dǎo)方面,文1明確提出的“建立電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機制”,是解決長期困擾儲能發(fā)展的商業(yè)模式問題的鑰匙。
文2也明確通過容量電價,體現(xiàn)抽水蓄能電站提供調(diào)頻、調(diào)壓、系統(tǒng)備用和黑啟動等輔助服務(wù)的價值。容量電價保證了資本金收益率在6.5%的收益水平,既促進有效容量方面的投資,也通過收益率的鎖定,將抽水蓄能定位在公共服務(wù)的低收益范疇。容量電費納入省級電網(wǎng)輸配電價回收(特定電源應(yīng)分?jǐn)偟娜萘侩娰M由相關(guān)受益主體承擔(dān)),由全社會用戶進行分?jǐn)?,雖然與“誰受益誰付費”的理想方式相比不那么合理,但在實時平衡、相互關(guān)聯(lián)的電網(wǎng)中,到底誰受益的界定不那么容易,所以當(dāng)前是現(xiàn)階段各方能接受,操作性較強的方法。
然而,關(guān)于抽水蓄能獨享容量電價的問題,很多專家提出了不同的意見,認(rèn)為是給電源“定身份”的慣性思維。我們支持具有抽水蓄能同等容量備用功能的電源或負(fù)荷獲得相同的容量電價待遇,鼓勵通過競爭方式促進容量電價發(fā)現(xiàn)。
(二)容量電價適用范圍之辯
但是各電源在容量服務(wù)方面的能力差異較大,哪種電源適合納入容量電價值得討論。出臺抽水蓄能的容量電價的合理性在于:抽水蓄能是一種比較徹底的容量備用,具有啟??焖伲ǚ昼娂墸⒄{(diào)節(jié)范圍廣(-100%~100%)、除檢修時段外是完全備用狀態(tài)(抽蓄要時刻保持一種可調(diào)用狀態(tài),除了電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需要外,抽蓄不能自行發(fā)電、抽水)等優(yōu)點。
煤電、燃?xì)?、常?guī)水電等機組雖然具有容量功能,但相較抽蓄而言是一種“打了折扣”的容量。首先在調(diào)節(jié)范圍方面,均不具備負(fù)荷(抽水)工況,煤電、燃機在運行狀態(tài)有最低出力要求,啟停時間也長于抽蓄;在完全備用方面,煤電、燃機、常規(guī)水電等機組只有放棄發(fā)電機會才能實現(xiàn)完全備用,而一般常規(guī)機組不會采用,而且煤電、燃機只有在開機方式下才能實現(xiàn)較為快速的完全備用狀態(tài),存在較高的運行成本,常規(guī)水電由于庫容與水庫調(diào)度要求,也無法隨時調(diào)節(jié)和保障調(diào)節(jié)時長;在成本方面(表1),如果參照抽水蓄能容量電價標(biāo)準(zhǔn),其他電源的單位容量成本(抽水蓄能每kW調(diào)節(jié)范圍為2kW)均高于抽水蓄能,如果放棄發(fā)電權(quán)力完全參與容量市場,與抽蓄一致的容量電價水平不足以支撐投資回收。
綜合上述原因,如果理解容量電費是按年購買機組完全備用能力付出的成本,那么非專門用于系統(tǒng)備用的機組的暫時性容量能力參加輔助服務(wù)獲利更合理。當(dāng)然,對于抽水蓄能,既然通過容量電價購買了全時段容量備用,也不應(yīng)該再有獲得輔助服務(wù)的機會,因為輔助服務(wù)功能已經(jīng)被包括在容量服務(wù)里了,文2對于抽蓄輔助服務(wù)收益確實有重復(fù)計算。但電量電價方面,實際是對于抽水蓄能抽四發(fā)三產(chǎn)生的損耗的補償機制,目的在于對抽蓄轉(zhuǎn)換效率進行獎懲,個人認(rèn)為是合理的。
三、容量電價與電化學(xué)儲能發(fā)展前景
電化學(xué)儲能與抽水蓄能在調(diào)節(jié)范圍、系統(tǒng)備用方面功能一致,而調(diào)節(jié)速度更快、轉(zhuǎn)換效率更高,應(yīng)該享有容量電價。而通過電網(wǎng)側(cè)容量電價促進獨立儲能電站建設(shè),將取代新能源+儲能等方式,成為主要的商業(yè)模式。
(一)新型儲能潛力可期
新能源為主體的新型電力系統(tǒng)場景下,高風(fēng)電、光伏滲透率將超過2/3,電力系統(tǒng)需要具有高容量的日內(nèi)調(diào)節(jié)能力,以應(yīng)對光伏的鴨型曲線特性和風(fēng)電波動性,也需要有跨季節(jié)的調(diào)節(jié)能力,應(yīng)對負(fù)荷的“雙高”特性。抽水蓄能開發(fā)潛力有限,以電化學(xué)儲能為代表的新型儲能將成為主要的調(diào)節(jié)工具,平均配置時長預(yù)計將遠高于當(dāng)前的2小時(具體多長時間需要與發(fā)電-負(fù)荷曲線相匹配)。結(jié)合文1提出的“十四五”末新型儲能裝機規(guī)模達 3000 萬千瓦以上,據(jù)此估算2025年新型儲能總?cè)萘吭?0-100GWh之間,儲能容量年復(fù)合增長將超過65%,其中電化學(xué)儲能將占大半。這一目標(biāo)的實現(xiàn),需要電化學(xué)儲能容量電價的早日助力。
(二)成熟的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)是前提
出臺電化學(xué)儲能容量電價具有較大的合理性,也受到國家相關(guān)部委的高度重視,但是,針對電化學(xué)儲能的容量電價出臺尚需時日。首先,獨立電化學(xué)儲能電站需要有成熟的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)方面,4.16事故后,雖然市場給予了比較樂觀的解讀,但談鋰色變的心理仍然存在,在儲能發(fā)展大邏輯不變的前提下,對儲能技術(shù)成熟度的信心畢竟需要長期修復(fù)。電化學(xué)儲能電站的頻繁、大幅度調(diào)節(jié)實踐,以及經(jīng)受多變和極端的電力系統(tǒng)運行環(huán)境考驗較少,其成熟度如何仍需時間證明。
標(biāo)準(zhǔn)方面,參照抽水蓄能,每千瓦容量電價背后是標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)時長、機組壽命、調(diào)頻調(diào)壓能力等要求。但電化學(xué)儲能方面缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),首先在調(diào)節(jié)時長方面,現(xiàn)在各地要求都差異明顯。電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲能要享有容量電價,調(diào)節(jié)時長不一定要向抽蓄看齊,但也要根據(jù)新型電力系統(tǒng)需求進行設(shè)計,只有將每千瓦容量背后的性能標(biāo)準(zhǔn)化,形成具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電化學(xué)儲能電站示范項目,才有具體的參考標(biāo)的,推動電化學(xué)儲能容量電價出臺。
(三)合理確定電化學(xué)儲能容量電價水平是難題
除了電化學(xué)儲能技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)完善外,電化學(xué)儲能容量電價水平的確定也是難題之一。現(xiàn)階段電化學(xué)儲能度電成本是抽水蓄能的2.5-3倍,為促進電化學(xué)儲能這一戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,其容量電價標(biāo)準(zhǔn)勢必大幅高于抽水蓄能標(biāo)準(zhǔn),但可能造成社會用電成本的攀升。針對電化學(xué)儲能的差別化容量電價也不利于具有同等作用電源之間的公平競爭,必將面對抽水蓄能、需求響應(yīng)、氣電等靈活性資源的挑戰(zhàn)。
所以電化學(xué)儲能的差別化容量電價政策只能是一個過度階段,可能伴隨著競價過程實現(xiàn)容量電價水平快速下降。后續(xù)發(fā)展過程中,電化學(xué)儲能行業(yè)還需錨定抽蓄的容量電價標(biāo)準(zhǔn),通過技術(shù)革新不斷降低成本,在同等電價條件下實現(xiàn)盈利(注意電化學(xué)儲能轉(zhuǎn)換效率更高,在電量電價方面更有優(yōu)勢),真正實現(xiàn)電化學(xué)儲能的可持續(xù)發(fā)展。
原標(biāo)題:解讀電化學(xué)儲能發(fā)展前景與容量電價關(guān)系