文 | 蘇志國(guó) 關(guān)曉晴

作者供職于國(guó)華能源投資有限公司

根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)的特點(diǎn)，建設(shè)大規(guī)模集中儲(chǔ)能，才是具有經(jīng)濟(jì)性且有效的調(diào)峰調(diào)頻手段。

隨著我國(guó)提出“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，并要求到2030年我國(guó)風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上，“十四五”期間勢(shì)必將有更多清潔能源并網(wǎng)，新能源滲透率將進(jìn)一步提高。這意味著電力系統(tǒng)需要接納更多的不穩(wěn)定間歇性電源，而如何確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性，有效發(fā)揮電網(wǎng)對(duì)能源資源優(yōu)化配置的重要作用是電力系統(tǒng)亟待解決的問題。

一、尋找符合電網(wǎng)特點(diǎn)的儲(chǔ)能模式

作為新一代電網(wǎng)設(shè)備，儲(chǔ)能就像一個(gè)超大容量的“充電寶”，最大限度保障生產(chǎn)生活用電。同時(shí)，電能的大規(guī)模存儲(chǔ)和快速釋放功能，能夠填補(bǔ)電網(wǎng)常規(guī)控制方法的盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)電能靈活調(diào)節(jié)和精確控制，對(duì)打造高端電網(wǎng)、構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)具示范作用。

儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)而言重要性不言而喻，但不同的電網(wǎng)類型和供能模式，對(duì)儲(chǔ)能電站的要求也不盡相同。

與歐美等國(guó)家相比，我國(guó)電網(wǎng)主要有以下兩點(diǎn)不同：

第一，經(jīng)營(yíng)方式不同。我國(guó)電網(wǎng)是由國(guó)家統(tǒng)一規(guī)劃、修建，高度壟斷。而國(guó)外電網(wǎng)公司（如歐美地區(qū)）大多是由私人建立，而不是國(guó)家建立，電力公司多如牛毛，用戶可以自由選擇自己喜歡的價(jià)格低廉的電力公司。第二，電網(wǎng)架構(gòu)不同。美國(guó)電網(wǎng)以各州為權(quán)限進(jìn)行管理，輸電網(wǎng)絡(luò)相對(duì)分散，跨州之間的聯(lián)系較弱，輸電容量相對(duì)不足。而我國(guó)電網(wǎng)以特高壓堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，各區(qū)域電網(wǎng)目前已形成全面互聯(lián)格局，是一個(gè)“堅(jiān)強(qiáng)可靠”的現(xiàn)代電網(wǎng)。

表1：儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的典型應(yīng)用

根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)特點(diǎn)，哪種類型的儲(chǔ)能更具有適應(yīng)性，也更能夠經(jīng)濟(jì)有效的平抑電網(wǎng)的尖峰負(fù)荷，是亟待探索解決的問題。

二、“新能源+儲(chǔ)能”模式存在問題

截至近期，已有19個(gè)省市出臺(tái)了鼓勵(lì)或要求新能源配儲(chǔ)能的有關(guān)文件。湖南、湖北、內(nèi)蒙、山東、山西、河北、貴州明確規(guī)定了儲(chǔ)能配比比例，配置儲(chǔ)能的比例從5%到20%不等。

“新能源+儲(chǔ)能”或?qū)⒊蔀樾袠I(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，然而新能源平價(jià)在即，如此規(guī)?；七M(jìn)配套儲(chǔ)能，卻缺乏配套政策的指引和監(jiān)管，也將導(dǎo)致新能源企業(yè)和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)一系列問題。

1、配建儲(chǔ)能要“有效”

在應(yīng)對(duì)風(fēng)電（光伏）消納問題上，小時(shí)級(jí)的電化學(xué)儲(chǔ)能在的作用十分有限。在大風(fēng)季或連續(xù)大風(fēng)日，額定功率、有限容量的電化學(xué)儲(chǔ)能在風(fēng)電大出力的前幾個(gè)小時(shí)已快速充滿，對(duì)超過額定功率或電量充滿后的棄電無能為力，且充進(jìn)去的電在連續(xù)大風(fēng)日沒有機(jī)會(huì)向電網(wǎng)放電。同樣，集中式光伏消納問題不僅是日內(nèi)能量轉(zhuǎn)移，更是季節(jié)性難題，用小時(shí)級(jí)電儲(chǔ)能效果并不理想。

然而，配建儲(chǔ)能卻大大增加新能源企業(yè)投資壓力。經(jīng)測(cè)算，一座風(fēng)電場(chǎng)配建裝機(jī)量20%、時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)的儲(chǔ)能項(xiàng)目，其初始投資將增加8%—12%；而光伏電站配建同樣容量的儲(chǔ)能項(xiàng)目，其初始投資成本將增加高達(dá)20%。

在目前，沒有配置儲(chǔ)能的質(zhì)量考核辦法情況下，部分企業(yè)傾向于選擇性能較差、初始成本較低的儲(chǔ)能產(chǎn)品，使儲(chǔ)能僅僅作為可再生能源優(yōu)先并網(wǎng)的工具，不能達(dá)到促進(jìn)風(fēng)光消納的目的，從而偏離政策平抑電網(wǎng)波動(dòng)的初衷。

2、配建儲(chǔ)能要“有利”

在實(shí)際操作中，儲(chǔ)能若想發(fā)揮最大的效用，應(yīng)使其具有“經(jīng)濟(jì)性”：通過配置儲(chǔ)能，使得發(fā)電、電網(wǎng)、用戶得到的收益最終高于儲(chǔ)能的成本投入。只有如此，可再生能源配儲(chǔ)能才具備大面積推廣的條件。

現(xiàn)在儲(chǔ)能發(fā)展的重要阻礙是儲(chǔ)能價(jià)格機(jī)制問題，可再生能源配置儲(chǔ)能后，從不可控電源成為可控、可調(diào)度的電源，在價(jià)格上應(yīng)有所區(qū)分。然而目前儲(chǔ)能市場(chǎng)機(jī)制并不完善，儲(chǔ)能參與調(diào)峰、調(diào)頻、電力市場(chǎng)交易等，交易機(jī)制與價(jià)格均沒有成熟的機(jī)制作為運(yùn)行保障。

3、配建方案要“合理”

新能源發(fā)電具有波動(dòng)性和間歇性，使得電力系統(tǒng)更加需要調(diào)峰手段維持穩(wěn)定運(yùn)行。讓風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站配儲(chǔ)能，利用的也是電量型儲(chǔ)能，而從世界范圍內(nèi)來看，電化學(xué)儲(chǔ)能都是以功率型應(yīng)用為主，并非大規(guī)模用于電量存儲(chǔ)。實(shí)踐表明，在新能源匯集區(qū)配置儲(chǔ)能效果要優(yōu)于在各個(gè)新能源場(chǎng)站配置儲(chǔ)能。

忽視新能源場(chǎng)站之間、不同地域之間的電力系統(tǒng)平衡能力，簡(jiǎn)單要求每一個(gè)新能源場(chǎng)站加裝儲(chǔ)能來平衡自己的出力，并不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)且有效的手段。相反，建設(shè)大規(guī)模集中儲(chǔ)能，才是具有經(jīng)濟(jì)性且有效的調(diào)峰調(diào)頻手段。

三、集中式獨(dú)立儲(chǔ)能電站

（一）獨(dú)立儲(chǔ)能電站優(yōu)勢(shì)

獨(dú)立儲(chǔ)能電站，即由第三方公司單獨(dú)投資和運(yùn)營(yíng)的具有一定規(guī)模的儲(chǔ)能電站，與發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能電站模式相比擁有以下三方面的優(yōu)勢(shì)：

1、電網(wǎng)調(diào)度更方便。由于獨(dú)立型儲(chǔ)能電站可由電網(wǎng)直接調(diào)度，與區(qū)域內(nèi)多個(gè)風(fēng)光電站協(xié)調(diào)運(yùn)行，從原理上看，可類似于小型抽水蓄能電站，可為電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行提供多重服務(wù)。例如：調(diào)峰、調(diào)頻、備用、跟蹤計(jì)劃發(fā)電、平滑風(fēng)電出力等。

2、儲(chǔ)能計(jì)量及價(jià)值核算相對(duì)簡(jiǎn)單。由于儲(chǔ)能電站獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，調(diào)節(jié)電量容易統(tǒng)計(jì)；另外，在為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)時(shí)，計(jì)量也相對(duì)容易，因此會(huì)一定程度上簡(jiǎn)化儲(chǔ)能電站的運(yùn)營(yíng)難度，并促進(jìn)儲(chǔ)能電站逐步摸索形成一定的商業(yè)模式。

3、經(jīng)濟(jì)效益較好。由于上網(wǎng)電電站接入園區(qū)10kV高壓側(cè)，基本運(yùn)行策略是在電力處于“谷”電時(shí)段蓄電，在電力處于“峰”電時(shí)段放電，給園區(qū)內(nèi)企業(yè)負(fù)載設(shè)備供電，電價(jià)比電網(wǎng)峰時(shí)電價(jià)低0.1元/kWh。項(xiàng)目投資回收期約為7年左右。

3、共享儲(chǔ)能：2019年4月，國(guó)網(wǎng)青海電力新能源建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目——魯能海西州多能互補(bǔ)集成優(yōu)化共享儲(chǔ)能電站，進(jìn)行了共享儲(chǔ)能交易試運(yùn)營(yíng)。國(guó)網(wǎng)青海電力建設(shè)了共享儲(chǔ)能市場(chǎng)化交易平臺(tái)，構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈的調(diào)峰輔助服務(wù)系統(tǒng)、調(diào)度控制系統(tǒng)及交易系統(tǒng)三大核心系統(tǒng)。截至去年11月，青海省共享儲(chǔ)能電站已累計(jì)實(shí)現(xiàn)增發(fā)新能源電量1400余萬千瓦時(shí)，減少二氧化碳排放13958噸。

2020年11月5日，國(guó)內(nèi)首座由第三方投資建設(shè)、開展獨(dú)立商業(yè)化運(yùn)行的共享儲(chǔ)能電站——上海電氣格爾木美滿閔行32MW/64MWh儲(chǔ)能電站正式投運(yùn)，該電站采用的就是和新能源場(chǎng)站業(yè)主進(jìn)行一定分成的“共享”儲(chǔ)能新模式。

四、投資儲(chǔ)能電站建議

結(jié)合儲(chǔ)能行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)和集團(tuán)業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)于儲(chǔ)能電站業(yè)務(wù)，提出以下三點(diǎn)建議：

1、區(qū)域選擇：對(duì)用戶側(cè)儲(chǔ)能來說，峰谷價(jià)差較大的地區(qū)無疑是優(yōu)選。市面主流儲(chǔ)能——磷酸鐵鋰電池目前價(jià)格約為1.3元/Wh左右，經(jīng)估算在每天一充一放的情況下，在峰谷價(jià)差0.5元以上的地區(qū)基本可以盈利。工商業(yè)峰谷價(jià)差較大多的地區(qū)，比如：北京、江蘇、河南、廣東等，可能會(huì)成為未來用戶側(cè)儲(chǔ)能的優(yōu)選地區(qū)。

在電網(wǎng)側(cè)，儲(chǔ)能電站目前主要用于輔助服務(wù)市場(chǎng)，為控排企業(yè)完成調(diào)峰調(diào)頻任務(wù)（由于成本及收益因素，目前獨(dú)立儲(chǔ)能電站還較少作為備用容量），可選擇山東、東北、內(nèi)蒙、新疆等19個(gè)啟動(dòng)輔助服務(wù)市場(chǎng)的區(qū)域開展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)。

此外，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能也可以探索和新能源場(chǎng)站業(yè)主進(jìn)行一定分成的“共享”儲(chǔ)能新模式。

2、類型選擇：建設(shè)電站宜以市場(chǎng)占比最大、技術(shù)成熟度最高、標(biāo)準(zhǔn)最齊全的磷酸鐵鋰為主，兼以適當(dāng)比例的液流電池，可兼具功能性和容量性，實(shí)現(xiàn)不同電池之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。綜合考慮當(dāng)?shù)鼗痣娂靶履茉囱b機(jī)容量，電站宜以百M(fèi)W級(jí)為單元，可考慮多點(diǎn)接入。

3、合作方選擇：目前國(guó)內(nèi)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目大多引入第三方主體作為項(xiàng)目投資方，負(fù)責(zé)項(xiàng)目整體建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商和電池廠商參與提供電池系統(tǒng)，電網(wǎng)企業(yè)提供場(chǎng)地并與第三方簽訂協(xié)議，協(xié)議明確定期付費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)或按收益分成方式付費(fèi)。需要注意的是，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的獲利從某種角度來說已經(jīng)觸動(dòng)電網(wǎng)利益，在實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)中，部分地方電網(wǎng)對(duì)于網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能態(tài)度不是非常積極。建議在前期工作中，加大與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)力度，拉動(dòng)電網(wǎng)下屬企業(yè)及當(dāng)?shù)卣裙餐ㄔO(shè)，以靈活、機(jī)動(dòng)的方式激發(fā)儲(chǔ)能電站的運(yùn)營(yíng)活力。