隨著雙碳目標的持續(xù)推進,可再生能源的開發(fā)得到高度重視,在高比例不穩(wěn)定的可再生能源消納壓力下,儲能作為新型電力系統(tǒng)構建的重要基礎,不斷獲得政策加持。2021年8月10日,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》,明確提出發(fā)電企業(yè)要自建調(diào)峰資源,即發(fā)電企業(yè)要按全資比例建設抽水蓄能、電化學儲能、氣電、光熱電站或開展煤電靈活性改造。該政策的出臺將儲能的發(fā)展在國家層面上提到了重要位置,意味著儲能將成為風電、光伏項目的標配。
據(jù)統(tǒng)計,2020年底,我國累計投運的儲能項目規(guī)模35.6GW,其中新型儲能的規(guī)模已達約3.8GW。助推新型儲能乘風而起的,是不斷出臺的相關利好政策及指導文件。2021年7月,國家發(fā)改委和國家能源局印發(fā)《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》,提出到2025年實現(xiàn)新型儲能裝機規(guī)模30GW以上的發(fā)展目標,并完成新型儲能實現(xiàn)從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變 ;到2030年,新型儲能實現(xiàn)全面市場化發(fā)展。
01
我國新型儲能現(xiàn)在走到了哪一步?
國家能源局數(shù)據(jù)顯示,2015-2020年,我國電化學儲能裝機復合增長率超80%,在2020年,我國就已經(jīng)成為全球最大電化學儲能市場(市場占有率達33%),鋰離子電池、鉛炭電池和全釩液流電池等方面研發(fā)應用都已處國際先進水平。
2021年,我國新型儲能累計裝機更是超過了400萬kW,參照2020年國內(nèi)1500元/KWh的鋰電儲能系統(tǒng)成本價格,我國新型儲能對應市場空間近千億元。
02
是什么制約了新型儲能?
新型儲能向大規(guī)模應用推進的先決條件主要有三點,一是技術突破,主要在快速增長的電化學類儲能領域,急需突破安全技術難點;二是標準設定,尤其是新型儲能技術統(tǒng)一規(guī)范及并網(wǎng)調(diào)度規(guī)則的設定;三是商業(yè)模式,需要確立儲能作為獨立市場主體參與市場運營的機制,探索建立成熟的新型儲能商業(yè)模式。
1)技術突破
儲能的整體技術路線是多樣的,目前應用已成熟的機械類儲能存在選址受限、建設時間長、響應時間長的局限性。近年來電化學儲能呈穩(wěn)定增長的態(tài)勢,其有效率高、循環(huán)壽命長、裝機靈活性高的特點,但同時也面臨著一定的安全隱患。2017年至今,我國公開報道了多起儲能安全事故。2017年3月7號,山西某火力發(fā)電廠儲能系統(tǒng)輔助機組AGC 調(diào)頻項目發(fā)生火災,2017年12月22日,山西某電廠9MW調(diào)頻項目2號儲能集裝箱柜發(fā)生火災。2018年8月3日,江蘇揚中某用戶側(cè)磷酸鐵鋰儲能電站發(fā)生火災,一個儲能集裝箱整體燒毀。2021年4月16日,北京大紅門儲能電站發(fā)生火災,1人遇難,2名消防員犧牲。儲能還處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期階段,不能讓儲能安全成為儲能發(fā)展的絆腳石。
2)標準設定
儲能系統(tǒng)應用場景豐富,新型儲能技術也在不斷發(fā)展。“十三五”期間,已經(jīng)完成立項的包括新型儲能器件、100兆瓦時新型鋰離子電池、壓縮空氣儲能系統(tǒng)、全釩液流電池系統(tǒng)、兆瓦級飛輪及動力電池規(guī)?;荽卫玫?個項目重點研發(fā)計劃,目前已有標準跟不上新型儲能技術研發(fā)速度;同時新型儲能并入電力系統(tǒng)時,不同應用環(huán)節(jié)的要求也不盡相同,對現(xiàn)有電網(wǎng)的接入調(diào)度、監(jiān)控、試驗檢測等標準都提出了新要求,但此方面的標準仍有欠缺。
3)商業(yè)模式
“新能源+儲能“的配套發(fā)展政策頻出,但在用戶側(cè)落到具體的商業(yè)模式時,仍存在一定的問題。如用戶側(cè)儲能的收益方式目前主要依賴峰谷價差,收益來源單一且應用地域有限,并且收益會隨著用戶的用電負荷改變而產(chǎn)生變化,導致收益具有不確定性,后續(xù)管理運維還會產(chǎn)生其他成本費用,商業(yè)模式不明極大的限制了儲能規(guī)?;l(fā)展的進程.
03
新型儲能具體商業(yè)化模式
技術難、標準少、成本高,新型儲能如何破題?目前在國內(nèi)其實已有多個省份嘗試實踐了儲能的新型商業(yè)模式,并收獲了很多寶貴的經(jīng)驗。從2021年開始,河南、山東、青海、內(nèi)蒙古、河北等九省區(qū)陸續(xù)出臺了鼓勵儲能新型商業(yè)模式發(fā)展的指導意見。目前共有84個新型儲能商業(yè)項目已經(jīng)通過備案或公示,項目總規(guī)模超12GW/24GWh。單個項目規(guī)模越來越大,目前已有7個項目規(guī)模達到1GWh。
這些靈活多樣的新型儲能商業(yè)模式,通過提供調(diào)頻、備用、優(yōu)化等服務,進一步發(fā)揮了儲能的潛在應用價值。目前,新型儲能商業(yè)模式主要有以下四種:
1)共享儲能
共享儲能是指新能源發(fā)電企業(yè)自建或與省電力公司共建儲能電站,將獨立分散的電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能資源進行整合,交由電網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度,當新能源電站受到限電影響時,由調(diào)度機構將棄風、棄光產(chǎn)生的電量存儲在共享儲能系統(tǒng)中,當負荷側(cè)出現(xiàn)用電高峰或有接納空間時再釋放出電能,以此推動源、網(wǎng)、荷各端儲能能力全面釋放,提高儲能資源利用率。
共享儲能電站提供長期容量權益和儲能服務租賃,建設及使用共享儲能的電力企業(yè)可以將電價發(fā)布在電力交易市場,通過市場交易電價配合輸配電價來獲得收益。
青海格爾木32MW/64MWh共享儲能電站示范項目
2)租賃儲能
租賃儲能即發(fā)電企業(yè)在第三方市場購買儲能系統(tǒng)等相關設備建設儲能項目,并將儲能項目租賃給有需要的客戶。租賃儲能可以靈活應用于大規(guī)模公共事業(yè)電網(wǎng)、獨立發(fā)電企業(yè)、工商業(yè)用戶、離網(wǎng)型能源用戶四大關鍵市場,起到緩解暫時電力缺口、平滑應對電力負荷的作用。
不僅如此,租賃儲能還通過向客戶收取包含設備使用費、運維費用、軟件費用、安裝成本、稅費等費用來獲得收益,客戶則可以通過提高可再生能源自發(fā)自用效率,從電網(wǎng)服務中獲得收益。
3)虛擬電廠
虛擬電廠,顧名思義就是一個虛擬化的電廠,將相對分散的源、網(wǎng)、荷、儲等元素進行集成調(diào)控,構造一個大型“充電寶”。它對外既可以作為“正電廠”向系統(tǒng)供電,也可以作為“負電廠”消納系統(tǒng)的電力,起到靈活的削峰填谷等作用。因此在破解清潔能源消納難題、綠色能源轉(zhuǎn)型方面可以發(fā)揮重要作用。
虛擬電廠可以對分布式能源進行聚合。這里的分布式能源既包括新型可再生能源發(fā)電系統(tǒng),如屋頂光伏、小型風力電站,也包括工業(yè)和家庭的各種負荷裝置,如暖通空調(diào)系統(tǒng)、電力加熱泵、電池制氫等。同時為了減少可再生能源不穩(wěn)定性帶來的影響,虛擬電廠還會接入傳統(tǒng)化石能源發(fā)電裝置,如小型的分布式燃氣發(fā)電、小型水利發(fā)電、柴油發(fā)電機等。隨著電動車、家用儲能的發(fā)展,電動汽車、家庭儲能也會成為虛擬電廠接入的能源的一部分。
4)社區(qū)儲能
社區(qū)儲能是指電力公司集合如熱水器、電動汽車和電池等電表后端和用戶端資源,安裝儲能部件后與電網(wǎng)運營商的信息交互并接受其控制,為電網(wǎng)提供儲能服務。社區(qū)儲能可以幫助降低電網(wǎng)維護和升級的成本以及減輕用戶本身的電費支出,目前社區(qū)儲能在國外應用比較廣泛。
如在美國,熱水器等家用電器也能作為儲能。據(jù)2009年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全美大約有4700萬家庭使用電熱水器。假設熱水器的平均容量是40加侖,經(jīng)過加熱溫度升高到60華氏度,那么全美熱水器的能量存儲量就相當于270GWh。換言之,全美家用熱水器的儲能能力相當于當前全美電池儲能市場的150倍以上(2016年初全美電池儲能容量約為1.5GWh)。
與常規(guī)儲能項目相比,新型儲能商業(yè)模式有易于調(diào)度、質(zhì)量可控、收益多元等多重優(yōu)勢,參與輔助服務市場,最終有望實現(xiàn)多方共贏的局面。
在儲能實現(xiàn)全面市場化發(fā)展的進程上,新型儲能商業(yè)模式既是技術發(fā)展的產(chǎn)物,也是市場實踐出來的“結晶”。各個省份的試點成功提高了新型儲能商業(yè)模式的可復制推廣性,為新型儲能的產(chǎn)業(yè)化路徑進一步探明了方向。
原標題:新型儲能系統(tǒng)的商業(yè)模式淺探