儲能從業(yè)者常常將2017年視作儲能發(fā)展開啟的標(biāo)志之年。這一年,首個系統(tǒng)性儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》出臺,明確了儲能在我國能源產(chǎn)業(yè)中的戰(zhàn)略定位。如今,5年過去了,儲能技術(shù)不斷優(yōu)化,成本大幅下降,標(biāo)準(zhǔn)體系初步構(gòu)建,項目建設(shè)取得較大進展,在起起落落之中,儲能跑完了“研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡”的階段。
目前,我國儲能行業(yè)正處于從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵期,儲能的下一程能否跑得順利,經(jīng)濟性是其中的重要因素之一。近日,國家發(fā)改委價格成本調(diào)查中心發(fā)布題為《完善儲能成本補償機制 助力構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)》的文章指出,“綜合考慮各類儲能技術(shù)應(yīng)用特點、在新型電力系統(tǒng)中的功能作用和提供的服務(wù)是否具有公共品屬性等因素,研究提出與各類儲能技術(shù)相適應(yīng),且能夠體現(xiàn)其價值和經(jīng)濟學(xué)屬性的成本疏導(dǎo)機制。”在“雙碳”目標(biāo)的推動下,我們有理由相信儲能的未來,但面對成本較高且社會經(jīng)濟承受能力有限、市場機制不完善、價格機制不明朗、公共服務(wù)價值無法充分體現(xiàn)、技術(shù)成熟度和實用性有待提高等現(xiàn)實問題,當(dāng)下的儲能要在市場尋求突圍,所面對的挑戰(zhàn)是巨大的。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2022年05期,作者系本刊記者 鄧卓昆 翁爽
外熱內(nèi)冷的產(chǎn)業(yè)之憂
在2022年全球儲能行業(yè)發(fā)展回顧與展望研討會暨《2022儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》發(fā)布會上,中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟副秘書長岳芬表示,2021年下半年至今,國家及地方政府密集出臺了300多項與儲能相關(guān)的政策,加快完善相關(guān)政策機制,加大對儲能的支持力度,鼓勵儲能投資建設(shè)。
2021年儲能規(guī)模增長的數(shù)據(jù)或可反映政策引導(dǎo)的效果:《白皮書》數(shù)據(jù)顯示,2021年我國規(guī)劃、在建新型儲能項目規(guī)模23.8吉瓦/47.8吉瓦時,新型儲能新增規(guī)模首次突破2吉瓦,達到2.4吉瓦/4.9吉瓦時,同比增長54%。同時,《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》(以下簡稱《實施方案》)為新型儲能的發(fā)展提出了具體目標(biāo):到2025年,新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段,具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件;到2030年,新型儲能全面市場化發(fā)展。
但在產(chǎn)業(yè)高速增長的背后,《白皮書》也指出,已投建儲能項目大多還未形成穩(wěn)定合理的收益模式,很多中小企業(yè)仍然舉步維艱。
理論上,儲能的應(yīng)用場景廣泛,在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)均可體現(xiàn)不同的價值:在發(fā)電側(cè)可增發(fā)上網(wǎng)電量,減少棄風(fēng)棄光,參與輔助服務(wù);在電網(wǎng)側(cè),可提供調(diào)峰調(diào)頻等服務(wù),緩解電網(wǎng)阻塞、延緩設(shè)備升級;在用戶側(cè)可自發(fā)自用、參與峰谷電價套利,提升用電可靠性。但在實際應(yīng)用中,受限于用戶側(cè)總體的電價承受能力,無論在發(fā)電、電網(wǎng)、用電側(cè),均沒有穩(wěn)定的商業(yè)模式。
在發(fā)電側(cè),依靠減少棄風(fēng)棄光獲得收益有限,且棄風(fēng)棄光不一定長期存在,輔助服務(wù)市場產(chǎn)品單一,火儲聯(lián)合調(diào)頻競爭激烈,價格變動風(fēng)險大;在電網(wǎng)側(cè),除抽水蓄能之外,項目投資收益渠道尚不明確,成本定價和參與電力市場的雙重回收機制尚未建立;在用戶側(cè),受制于用戶自身經(jīng)營情況和負荷水平,盈利模式過于依賴峰谷價差套利。
在地方強制要求新能源場站配置儲能的情況下,近年來,國內(nèi)儲能市場的增長主要由發(fā)電側(cè)來驅(qū)動。但在“用起來很貴”、算不過賬的情況下,配置儲能常常淪為新能源場站取得并網(wǎng)指標(biāo)的工具,“配而不用”的情況比比皆是。儲能設(shè)施白白投入,電站開發(fā)的利潤空間被壓縮,整個系統(tǒng)成本升高卻難見效益。
收益難保障,項目經(jīng)濟性低迷,是儲能發(fā)展至今邁不過的一道坎。長期來看,儲能商業(yè)模式無法有效建立,產(chǎn)業(yè)高速增長之下難以確保發(fā)展質(zhì)量,將造成下游企業(yè)盲目追求低成本,破壞市場良性競爭,進一步加劇儲能企業(yè)的生存和盈利的難度。
獨立儲能商業(yè)模式初探
較之行政要求下的“指標(biāo)性”上馬,建立更加靈活和開放的市場機制,對于儲能的發(fā)展更有引導(dǎo)效果。在過去的一年里,電力市場和價格改革加速推進,給儲能市場打開了更大的想象空間。最近,山東、甘肅、山西等新能源裝機規(guī)模大、電力現(xiàn)貨市場推進較快的地區(qū)已開啟探索獨立儲能盈利機制之路。
山東省首批儲能示范項目已全部并網(wǎng)發(fā)電,在電網(wǎng)削峰填谷中發(fā)揮越來越重要的作用,通過慶云獨立儲能示范項目的建設(shè),中國三峽新能源集團股份有限公司山東分公司副總經(jīng)理汝會通對電化學(xué)儲能電站的建設(shè)運營產(chǎn)生了更加深刻的理解:“山東是經(jīng)濟大省,也是新能源大省,分布式光伏裝機全國第一、光伏總裝機全國第三、風(fēng)電裝機全國第六,省內(nèi)用電負荷與新能源出力典型曲線難以匹配,對儲能的需求十分迫切?!?/p>
今年年初,山東能監(jiān)辦、山東發(fā)改委、山東能源局印發(fā)《關(guān)于做好2022年山東省電力現(xiàn)貨市場結(jié)算試運行有關(guān)工作的通知》(魯監(jiān)能市場函〔2022〕8號),新增獨立儲能設(shè)施參與市場要求。在現(xiàn)貨市場運行的背景下,山東鼓勵獨立儲能電站通過“電能量市場+輔助服務(wù)市場+租賃市場”等多種模式,同時參與中長期交易、現(xiàn)貨、調(diào)峰、備用等多個電力市場,全面釋放儲能價值。
山東電力現(xiàn)貨市場規(guī)則規(guī)定獨立儲能設(shè)施作為發(fā)電側(cè)市場主體在滿足電網(wǎng)接入技術(shù)規(guī)范的情況下,可以自主參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場或以自調(diào)度模式參與電能量市場?!吧綎|現(xiàn)貨價格最低的時候已經(jīng)出現(xiàn)負電價,價格最高的時候能達到1.1~1.2元/千瓦時。在現(xiàn)貨市場中,儲能電站利用峰谷價差調(diào)整充放電曲線可以獲得較為可觀的收益?!眹W(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司營銷部主任朱從民表示。
根據(jù)山東省電力現(xiàn)貨市場交易規(guī)則,山東獨立儲能有三方面的收益來源:其一是在現(xiàn)貨市場中參與電能量市場,通過充放電差價套利,儲能電站充電電量目前暫按照單一制電價結(jié)算。
對于獨立儲能電站給與自主調(diào)度機制,可以使其按照自身的市場策略來選擇充放電時機。自主調(diào)度的機制可以使充放電的套利更具有確定性。
其二是容量電費。近日,山東省出臺《關(guān)于電力現(xiàn)貨市場容量補償電價有關(guān)事項的通知》(魯發(fā)改價格〔2022〕247號),成為全國首個將獨立儲能電站列入補償機組范圍的省份。這一政策的出臺對儲能而言被認(rèn)為是解決成本疏導(dǎo)、分?jǐn)倷C制的“及時雨”。
也有不同聲音認(rèn)為,目前投產(chǎn)的儲能項目放電時長和可靠性仍然無法和抽水蓄能、火電等傳統(tǒng)電源一樣,使用火電的容量電費機制有一定爭議。
其三是租賃業(yè)務(wù)。對于規(guī)模較小的新能源電站而言,自建儲能成本太高,且儲能電站各處分散不利于管理。因此,一些新能源場站可通過租賃的方式獲得相應(yīng)的調(diào)峰能力。但目前租賃的供給較少,尚未搭建起統(tǒng)一的租賃平臺。
在諸多政策機制利好的情況下,山東儲能市場迎來新一輪投資熱潮?!暗壳吧綎|獨立儲能電站還處于示范階段,并未到真正的商業(yè)爆發(fā)期,在初步建立商業(yè)模式的基礎(chǔ)上,后續(xù)效果仍需要在試運行中持續(xù)觀察?!敝鞆拿裾f。
儲能下一程怎么走?
去年5月,國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》,明確了抽水蓄能發(fā)展“堅持以兩部制電價政策為主體,進一步完善抽水蓄能價格形成機制,以競爭性方式形成電量電價,將容量電價納入輸配電價回收。”這一價格政策為此前發(fā)展低迷的抽水蓄能注入了強心劑:國家電網(wǎng)“十四五”擬投資超1000億元、新增開工2000萬千瓦以上抽水蓄能電站;南方電網(wǎng)宣布,未來十年,將建成投產(chǎn)2100萬千瓦抽水蓄能。儲能從業(yè)人士呼吁,新型儲能應(yīng)參照抽蓄建立適用新型儲能特點的容量電價政策,形成穩(wěn)定合理的收益空間。
但也有觀點認(rèn)為,一方面,電化學(xué)儲能能否提供可靠的容量支撐存在爭議,另一方面如何合理確定新型儲能容量電價水平也是一個復(fù)雜的問題。“市場是公平、開放、競爭性的,較之電化學(xué)儲能,抽水蓄能容量大,效率高,價格便宜,還具備提供轉(zhuǎn)動慣量、爬坡卸負荷等多種功能;在調(diào)峰方面,火電機組具有強替代性,電化學(xué)儲能在市場中并不占優(yōu)勢,當(dāng)系統(tǒng)需要容量時,電化學(xué)儲能能拿得出來多少?”某業(yè)內(nèi)人士提出質(zhì)疑。
一些業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,以新型儲能當(dāng)前的技術(shù)成熟度、經(jīng)濟適用性、安全可靠性而言,尚未到給與其容量電價機制的時候?!耙环矫妫娏ο到y(tǒng)當(dāng)前的調(diào)節(jié)能力仍有挖潛空間,尤其是規(guī)模龐大的存量火電需要充分挖掘其調(diào)節(jié)能力,對于新型儲能的需求并沒有那么迫切;另一方面,無論是抽水蓄能還是電化學(xué)儲能,給與容量電價最終都將推高用電成本。當(dāng)前用電成本已經(jīng)上漲,在經(jīng)濟下行壓力加大的形勢下,尤其需要考慮到產(chǎn)業(yè)發(fā)展乃至全社會的承受能力。如果未來新能源裝機占比進一步提升,系統(tǒng)調(diào)節(jié)矛盾進一步加劇,用戶愿意為用電清潔化承擔(dān)更高的電價,或許新型儲能才會成為剛需。”某業(yè)內(nèi)人士表示。
從儲能自身的發(fā)展角度來講,減少投資成本、確保安全性仍是重中之重的工作。儲能成本何時突破經(jīng)濟性拐點,對于這一問題,業(yè)內(nèi)長久以來樂此不疲地給與了各種預(yù)測。最近,技術(shù)最為成熟、成本相對最低、應(yīng)用最為廣泛的鋰電池原材料價格暴漲,導(dǎo)致了下游成本大幅上升,在短期內(nèi)對儲能成本降低形成了阻礙。
在近一年內(nèi),鋰電池原材料價格暴漲200%,預(yù)計今年以碳酸鋰為原材料的電池市場還將繼續(xù)大規(guī)模增長,但原料供給不足,成本或?qū)⒊掷m(xù)走高,儲能投資壓力倍增。
一個更為長遠的問題在于,由于全球具備經(jīng)濟開采價值的鋰元素資源有限,相對于新型電力系統(tǒng)的海量需求,資源儲量限制了鋰電池的進一步發(fā)展,因此,布局多種技術(shù)路線尤為重要。當(dāng)前,儲能技術(shù)種類繁多,特點各異,國家能源局明確鼓勵開展多種儲能示范應(yīng)用,在及時掌握各類儲能技術(shù)發(fā)展進程及成本效益情況下,對相同應(yīng)用場景不同類別儲能技術(shù)的經(jīng)濟性進行比較研究,科學(xué)客觀合理分析各類儲能技術(shù)成本結(jié)構(gòu)、影響因素及變化趨勢。
《實施方案》的四大基本原則指出安全始終是儲能發(fā)展的生命底線。儲能系統(tǒng)集成設(shè)計涉及專業(yè)多,設(shè)計復(fù)雜,如直流側(cè)安全保護,系統(tǒng)級安全設(shè)計,設(shè)備間的匹配和聯(lián)動,電芯級的均溫設(shè)計,均要求專業(yè)的廠家干專業(yè)的事。但在儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,一些缺乏核心技術(shù)的企業(yè)受政策吸引進入行業(yè),行業(yè)發(fā)展不規(guī)范,安全事故時有發(fā)生。在激增的市場需求和復(fù)雜的應(yīng)用場景面前,全球儲能安全事故頻發(fā),國內(nèi)近一年也接連發(fā)生安全事故。
“大型的獨立儲能電站仍是新鮮事物,許多設(shè)計功能還有待工程驗證。在實踐中,人們更多地關(guān)注電池的安全性能,而對系統(tǒng)的優(yōu)化投入甚少。儲能電站是一個復(fù)雜的體系,PCS、BMS、EMS等系統(tǒng)具有強耦合關(guān)系,不是小系統(tǒng)的簡單堆積、拼湊就可以實現(xiàn)安全運行的。不斷提高系統(tǒng)安全和綜合收益,將是所有儲能從業(yè)者必須要面對的問題?!比陼ū硎?。
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