“新能源+儲(chǔ)能”的前程如何?

隨著新能源規(guī)模快速發(fā)展，而電力需求增長(zhǎng)和系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升相對(duì)有限，新能源消納形勢(shì)嚴(yán)峻。2020年以來(lái)，國(guó)家層面鼓勵(lì)推動(dòng)電儲(chǔ)能建設(shè)，以促進(jìn)清潔能源高質(zhì)量發(fā)展。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于做好2020年能源安全保障工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用，鼓勵(lì)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用，鼓勵(lì)多元化的社會(huì)資源投資儲(chǔ)能建設(shè)。

儲(chǔ)能可以從本質(zhì)上解決新能源消納問(wèn)題嗎?“新能源+儲(chǔ)能”是否是必須手段?新能源與儲(chǔ)能又該如何共生發(fā)展?截至目前，上述核心問(wèn)題并未形成行業(yè)共識(shí)。國(guó)網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所專家胡靜認(rèn)為，就目前來(lái)看，新能源配置儲(chǔ)能并非是解決棄風(fēng)棄光的唯一手段，應(yīng)運(yùn)用多種調(diào)節(jié)手段共同參與調(diào)節(jié)，同時(shí)，研究“共享儲(chǔ)能”等創(chuàng)新商業(yè)模式，推動(dòng)儲(chǔ)能的可持續(xù)發(fā)展。

儲(chǔ)能無(wú)法從根本上解決棄風(fēng)棄光問(wèn)題

2019年，我國(guó)可再生能源整體發(fā)展平穩(wěn)，不僅裝機(jī)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大、利用水平顯著提高，更重要的是，一直困擾行業(yè)發(fā)展的棄風(fēng)棄光問(wèn)題也得到持續(xù)緩解。數(shù)據(jù)顯示，2019年，我國(guó)棄風(fēng)、棄光率實(shí)現(xiàn)雙降，平均棄風(fēng)率4%，同比下降3個(gè)百分點(diǎn);棄光率2%，同比下降1個(gè)百分點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)近幾年不斷研究探索，目前，業(yè)界普遍認(rèn)為我國(guó)棄風(fēng)棄光的原因主要集中在電源、電網(wǎng)、負(fù)荷三個(gè)系統(tǒng)要素上。

電源方面，目前，風(fēng)力和光伏裝機(jī)主要集中在“三北”地區(qū)(東北、西北、華北)，占全國(guó)的比重為77%和68%，且以大規(guī)模集中開(kāi)發(fā)為主。同時(shí)，“三北”地區(qū)煤電機(jī)組占比較高，燃煤熱電機(jī)組比重高達(dá)56%，采暖期供熱機(jī)組“以熱定電”運(yùn)行，導(dǎo)致系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足，不能適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)力和光伏發(fā)電消納要求。

電網(wǎng)方面，“三北”地區(qū)輸電通道及聯(lián)網(wǎng)通道的調(diào)峰互濟(jì)能力并未充分發(fā)揮，對(duì)風(fēng)力和光伏發(fā)電跨省跨區(qū)消納的實(shí)際作用相對(duì)有限。

負(fù)荷方面，電力需求側(cè)管理成效不明顯，峰谷差進(jìn)一步加大，影響了風(fēng)力和光伏發(fā)電的消納。

近年來(lái)，以風(fēng)電、光伏為主的新能源發(fā)電成本快速下降，裝機(jī)容量及能源占比不斷上升。新能源發(fā)電的波動(dòng)性及其對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定的影響仍然是新能源進(jìn)一步健康發(fā)展的制約因素。

“新能源+儲(chǔ)能”是標(biāo)配模式嗎?

其實(shí)，國(guó)內(nèi)新能源配儲(chǔ)能已有技術(shù)示范案例。早在2011年12月25日，我國(guó)就有風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程就已在河北省張北縣建成投產(chǎn)。該項(xiàng)目綜合運(yùn)用了磷酸鐵鋰、液流、鈦酸鋰、閥控鉛酸等多種技術(shù)路線，每年可提升200小時(shí)的利用小時(shí)數(shù)，但經(jīng)濟(jì)性不佳。

其中，青海項(xiàng)目采用陽(yáng)光電源一體化儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案、高度集成的儲(chǔ)能變流器和鋰電池系統(tǒng)，且配置了高能量密度鋰電池，循環(huán)壽命長(zhǎng)、深度充放電性能優(yōu)越，能夠滿足電站調(diào)頻需求，可進(jìn)一步提升電網(wǎng)友好性。同時(shí)，整套儲(chǔ)能系統(tǒng)極大地提高了機(jī)組的AGC調(diào)節(jié)性能指標(biāo)與AGC補(bǔ)償收益，減小了考核成本，增加了電站的收入。

據(jù)介紹，儲(chǔ)能猶如“充電寶”，能實(shí)現(xiàn)電力的充放自如，理論上能夠很好地對(duì)沖新能源電力的波動(dòng)性、隨機(jī)性，助力解決“棄電”頑疾。因此，二者的結(jié)合被業(yè)界普遍視為未來(lái)新能源行業(yè)發(fā)展的“標(biāo)配模式”。但事與愿違，新能源大省(區(qū))青海、山東、新疆等地的推廣工作先后陷入僵局，一度給這一模式潑了數(shù)盆冷水。

當(dāng)前，風(fēng)電、光伏行業(yè)將全面迎來(lái)平價(jià)上網(wǎng)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益對(duì)成本愈加敏感，新能源配套儲(chǔ)能是否還具有經(jīng)濟(jì)性，是產(chǎn)業(yè)鏈各方仔細(xì)分析研究的問(wèn)題。

現(xiàn)階段，“新能源+儲(chǔ)能”收益模式單一，獲利水平偏低。據(jù)悉，目前儲(chǔ)能配置成本約為1500～2000元/千瓦時(shí)，綜合度電成本約為0.4～0.6元/(千瓦時(shí)·次)，若新能源為早期項(xiàng)目，按風(fēng)電項(xiàng)目享受0.61元/千瓦時(shí)電價(jià)來(lái)算，加上儲(chǔ)能在輔助服務(wù)市場(chǎng)能夠獲得100～200元/(千瓦時(shí)·年)的額外收益，“新能源+儲(chǔ)能”在部分棄風(fēng)棄光地區(qū)具有一定的經(jīng)濟(jì)性。但由于新能源項(xiàng)目趨于平價(jià)，且棄風(fēng)棄光情況逐步改善，僅靠解決棄電為主要收益模式，不具備經(jīng)濟(jì)性。

“誰(shuí)為可再生能源配儲(chǔ)能付費(fèi)”是破局關(guān)鍵

新能源配置儲(chǔ)能政策再次引發(fā)各界爭(zhēng)議，焦點(diǎn)集中在是否應(yīng)由新能源企業(yè)出資配置儲(chǔ)能。此次湖南等多個(gè)省份再次發(fā)文鼓勵(lì)新能源項(xiàng)目配置儲(chǔ)能，主要源于兩方面考慮：一是新能源消納形勢(shì)依舊嚴(yán)峻，截至2019年底，新疆、甘肅和內(nèi)蒙古棄風(fēng)率分別達(dá)14%、7.6%和7.1%，新疆、青海棄光率分別為7.4%和7.2%。降低棄電率，落實(shí)可再生能源總量和非水可再生能源消納責(zé)任權(quán)重，對(duì)于湖南等水電大省，消納壓力較大。二是部分新能源大省面臨低谷時(shí)段調(diào)峰壓力，以湖南為例，峰谷差已經(jīng)超過(guò)50%，風(fēng)電與水電同時(shí)大發(fā)重疊時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)調(diào)峰能力有限，風(fēng)電消納空間較小，棄風(fēng)將愈加嚴(yán)重。由于補(bǔ)貼退坡、資金拖欠、平價(jià)上網(wǎng)等因素影響，新能源項(xiàng)目盈利空間逐步壓縮，配置儲(chǔ)能帶來(lái)的收益有限，建設(shè)積極性較低，導(dǎo)致部分省份新能源企業(yè)與電網(wǎng)企業(yè)矛盾加劇。

多個(gè)政策的難以落地，主要是缺乏實(shí)質(zhì)性的儲(chǔ)能投資回報(bào)機(jī)制，新能源企業(yè)配置儲(chǔ)能成本無(wú)法疏導(dǎo)。

從早期國(guó)網(wǎng)張北風(fēng)光儲(chǔ)輸項(xiàng)目、國(guó)電和風(fēng)北鎮(zhèn)風(fēng)儲(chǔ)項(xiàng)目、臥牛石風(fēng)儲(chǔ)項(xiàng)目的示范，到華能青海格爾木光伏電站直流側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目商業(yè)化探索，再到甘肅獨(dú)立儲(chǔ)能電站、青海共享型儲(chǔ)能電站的創(chuàng)新應(yīng)用，儲(chǔ)能與可再生能源結(jié)合離不開(kāi)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的深入探索。在電力市場(chǎng)成本價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制欠缺的情況下，現(xiàn)有任何機(jī)制都處于過(guò)渡階段。

如果是在棄風(fēng)棄光嚴(yán)重的地區(qū)，并且是拿到早期補(bǔ)貼上網(wǎng)電價(jià)的新能源場(chǎng)站，加之可以平衡儲(chǔ)能成本與增加的上網(wǎng)電量之間的收益的話，還是有一定獲利空間的。如果是在拿到較高標(biāo)桿電價(jià)的情況下，包括青海共享儲(chǔ)能，目前還是有收益的。但是如果新能源本身收益率已經(jīng)比較低，例如已經(jīng)接近平價(jià)，再通過(guò)配置儲(chǔ)能來(lái)追求這種利用率提升，從全社會(huì)的成本來(lái)看肯定不是有利于經(jīng)濟(jì)的一種方式。

目前，儲(chǔ)能主要解決的是近期可再生能源消納問(wèn)題，還要遵循“誰(shuí)受益、誰(shuí)付費(fèi)”的基本原則，為可再生能源規(guī)模化開(kāi)發(fā)和利用買單的主體絕不僅僅是可再生能源開(kāi)發(fā)商自身，作為“綠色發(fā)展”的受益方，全社會(huì)有責(zé)任為可再生能源的發(fā)展付費(fèi)。而支付儲(chǔ)能費(fèi)用的主體既來(lái)自于用電用戶，也來(lái)自于享受儲(chǔ)能提供平滑穩(wěn)定輸出服務(wù)的可再生能源企業(yè)。只有市場(chǎng)中形成基本的經(jīng)濟(jì)邏輯，儲(chǔ)能配套可再生能源的長(zhǎng)效機(jī)制才能建立。

此外，為滿足未來(lái)規(guī)?；稍偕茉聪码娏ο到y(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，可再生能源與儲(chǔ)能綁定以減少波動(dòng)和不確定性，應(yīng)是發(fā)電企業(yè)應(yīng)承擔(dān)的基本義務(wù)。未來(lái)，儲(chǔ)能絕不是為解決眼前可再生能源過(guò)量發(fā)展的消納問(wèn)題而特殊存在的，而是解決新能源結(jié)構(gòu)下可能存在的電力運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)而必然存在。

儲(chǔ)能參與市場(chǎng)交易增加了收益途徑

國(guó)內(nèi)對(duì)于儲(chǔ)能的認(rèn)識(shí)由是否發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾胃哔|(zhì)量發(fā)展，目前政策從宏觀引導(dǎo)、指導(dǎo)的角度明確了我國(guó)發(fā)展儲(chǔ)能的重要性、必要性和國(guó)家所持的積極鼓勵(lì)態(tài)度，符合我國(guó)和國(guó)際社會(huì)發(fā)展新能源，建設(shè)清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的大潮流和新理念。

隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，成本逐年下降，電改紅利不斷釋放，儲(chǔ)能的獨(dú)立主體地位得到明確，可直接參與電網(wǎng)級(jí)調(diào)峰、電力市場(chǎng)調(diào)頻等輔助服務(wù)市場(chǎng)、備電及需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)以及電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，把儲(chǔ)能的應(yīng)用價(jià)值直接充分地交易結(jié)算出來(lái)，可以說(shuō)，新能源項(xiàng)目配套儲(chǔ)能的前景是光明的。

同時(shí)，隨著新能源發(fā)電成本的降低，參與電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力也在不斷增強(qiáng)，未來(lái)保量保價(jià)的交易模式也將被打破。儲(chǔ)能具有多重功能，可滿足電力系統(tǒng)不同時(shí)間尺度的調(diào)節(jié)需求，未來(lái)成本回收的途徑及參與市場(chǎng)的類型是多樣的，主要包括以下幾方面：

1.參與電網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)共享，相關(guān)費(fèi)用在全網(wǎng)收益電量中分?jǐn)?。共享型?chǔ)能既提高了利用率，也增加了儲(chǔ)能的收益。《青海電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則(試行)》提出，在新能源棄電時(shí)對(duì)未能達(dá)成交易的儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)用，價(jià)格為0.7元/千瓦時(shí);2020年3月，新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布《新疆電網(wǎng)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能管理辦法》(征求意見(jiàn)稿)提出，電儲(chǔ)能設(shè)施根據(jù)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)指令進(jìn)入充電狀態(tài)的，對(duì)其充電電量進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為0.55元/千瓦時(shí)。從兩個(gè)省份制定的規(guī)則來(lái)看，儲(chǔ)能參與系統(tǒng)級(jí)調(diào)峰的價(jià)格已經(jīng)超過(guò)儲(chǔ)能自身的度電成本，收益是可觀的，不過(guò)也應(yīng)看到，系統(tǒng)調(diào)峰通常是季節(jié)性的，儲(chǔ)能利用小時(shí)數(shù)難以得到有效保障，這對(duì)儲(chǔ)能收益也帶來(lái)了一定的風(fēng)險(xiǎn)。

2.儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻。我國(guó)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則以火電、水電為主要設(shè)計(jì)對(duì)象，獨(dú)立儲(chǔ)能電站雖然在響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)精度上具有顯著優(yōu)勢(shì)，但跟蹤調(diào)頻指令時(shí)需要具備持續(xù)的輸出能力，因此獨(dú)立儲(chǔ)能電站調(diào)頻需要配置較大功率和容量的電池，使得成本快速上升，經(jīng)濟(jì)性較差。高比例新能源并網(wǎng)將導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的快速波動(dòng)，儲(chǔ)能快速響應(yīng)特性滿足了快速調(diào)頻的需要，未來(lái)對(duì)于建立快速調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的省份，儲(chǔ)能與新能源聯(lián)合調(diào)頻也將成為增加收益的重要渠道。

3.儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨市場(chǎng)。電力市場(chǎng)中，只有實(shí)時(shí)市場(chǎng)嚴(yán)格滿足現(xiàn)貨市場(chǎng)的定義。結(jié)合電力交易即發(fā)即用的特點(diǎn)，在討論電力現(xiàn)貨市場(chǎng)時(shí)，常把時(shí)間尺度擴(kuò)大到實(shí)時(shí)交易的日內(nèi)甚至是日前?，F(xiàn)貨市場(chǎng)的重要價(jià)值在于發(fā)現(xiàn)價(jià)格，用價(jià)格反映供需關(guān)系。目前我國(guó)現(xiàn)貨試點(diǎn)省份已經(jīng)全部進(jìn)入試運(yùn)行，隨著現(xiàn)貨市場(chǎng)的成熟運(yùn)行，電力電量的商品屬性逐步體現(xiàn)，新能源發(fā)電邊際成本為零，與儲(chǔ)能配合可根據(jù)價(jià)格信號(hào)靈活充放電獲取更高的電量收益。

4.作為備用或需求側(cè)響應(yīng)資源，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。儲(chǔ)能具有四象限運(yùn)行特性，電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)下可以提高新能源涉網(wǎng)特性，電網(wǎng)暫態(tài)下可根據(jù)系統(tǒng)需要提供功率支撐，可以提高大規(guī)模新能源外送基地特高壓直流輸電線路輸送容量，備用收益也是儲(chǔ)能多重價(jià)值的重要體現(xiàn)。

未來(lái)，隨著技術(shù)進(jìn)步，儲(chǔ)能成本還有較大下降空間，而且在電力市場(chǎng)改革不斷推進(jìn)下，“新能源+儲(chǔ)能”的模式可通過(guò)多種手段參與電力市場(chǎng)獲益。如目前青海省“共享儲(chǔ)能”模式可在其他省份推廣應(yīng)用，通過(guò)“新能源+儲(chǔ)能”的模式參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)獲益;依托儲(chǔ)能具有能量存儲(chǔ)、快速調(diào)節(jié)控制等功能，可在相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景下(如邊遠(yuǎn)地區(qū)供電)提供容量備用，提高供電可靠性;在用戶側(cè)分布式電源配套建設(shè)儲(chǔ)能，可通過(guò)參與電力市場(chǎng)化交易進(jìn)行獲益。短期來(lái)看，在電力市場(chǎng)和價(jià)格機(jī)制尚無(wú)法反映配套系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值的情況下，有必要出臺(tái)過(guò)渡政策以支持可再生能源與儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展。例如研究?jī)?chǔ)能配額機(jī)制，提高“綠色電力”認(rèn)定權(quán)重。結(jié)合綠證交易和可再生能源配額機(jī)制，對(duì)配套儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶可適當(dāng)提高綠色電力認(rèn)證權(quán)重，綠色電力認(rèn)證可在市場(chǎng)中進(jìn)行交易，各市場(chǎng)主體可自行投資建設(shè)或租用儲(chǔ)能系統(tǒng)以獲得相應(yīng)配額，或在市場(chǎng)中購(gòu)買相應(yīng)配額，實(shí)現(xiàn)可再生能源與儲(chǔ)能在新交易模式下的配套。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，在現(xiàn)有度電成本高于傳統(tǒng)火電成本的情況下，要推動(dòng)可再生能源和儲(chǔ)能配套發(fā)展，還需價(jià)值補(bǔ)償。所以要建立市場(chǎng)化長(zhǎng)效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“綠色價(jià)值”的成本疏導(dǎo)。

目前，全球范圍內(nèi)已有部分地區(qū)的光儲(chǔ)和風(fēng)儲(chǔ)成本可與傳統(tǒng)火電競(jìng)爭(zhēng)，一方面要繼續(xù)推動(dòng)可再生能源平價(jià)上網(wǎng)，減輕可再生能源財(cái)政補(bǔ)貼依賴，另一方面還要推動(dòng)全面的市場(chǎng)化改革，讓電力價(jià)格反映真實(shí)的能源供應(yīng)成本。全社會(huì)承擔(dān)能源綠色發(fā)展的責(zé)任意識(shí)需得到全面普及，需要負(fù)擔(dān)能源綠色發(fā)展的成本，實(shí)現(xiàn)“財(cái)政明補(bǔ)”到“價(jià)格體現(xiàn)價(jià)值”的全面過(guò)渡。但在現(xiàn)有推動(dòng)綠色發(fā)展進(jìn)程與價(jià)格改革步伐不一致的情況下，還需通過(guò)價(jià)值補(bǔ)償機(jī)制推動(dòng)可再生能源和儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展，刺激相關(guān)行業(yè)降本增效。

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