摘要:在以新能源為主體的新型電力系統中,新型儲能在保障系統安全可靠穩定運行、削峰填谷等方面具有重要作用。有研究表明,在系統特定位置集中布置獨立調度運行的儲能設施可以發揮靈活調節作用。國家也出臺了政策鼓勵獨立儲能發展,新型獨立儲能將迎來巨大的發展空間。基于此,本文主要闡述儲能在電力系統中的作用和意義,梳理現行新型獨立儲能的成本收益回收途徑,并提出完善新型獨立儲能收益保障機制的建議,以供參考。
關鍵詞:新形勢;獨立儲能;收益保障
DOI:10.12433/zgkjtz.20232204
2020年9月22日,習近平總書記在第75屆聯合國大會上正式提出我國將于2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和目標(以下簡稱“雙碳”目標)。實現“雙碳 ”目標,能源是主戰場,電力是主力軍,據可靠統計,電力行業碳排放占全國總排放量的33%。2021年3月15日,中央財經委員會第九次會議提出構建以新能源為主體的新型電力系統。我國地域幅員遼闊,風光新能源資源稟賦突出,但新能源出力具有隨機性、波動性和間歇性,隨著新能源裝機占比的提高,源荷雙側呈現雙隨機波動特征,為保障電力系統安全可靠運行,需要為系統提供調峰、調頻及備用等支持,實現系統的實時平衡。儲能是靈活性調節性資源的一種,在新能源為主體的新型電力系統中具有重要作用。
一、儲能的概述
(一)基本概念
儲能是指通過介質或設備存儲能源,在需要時再釋放,而儲能設施是能夠實現前述過程的設備設施裝置。
(二)儲能分類
從實現儲能的技術路線看,可分為熱儲能、電化學儲能、機械儲能和氫儲能等類型,目前,主流的應用方式為抽水蓄能(機械儲能的一種)和電化學儲能。
從在電力系統中的功能看,可分為發電側、用戶側和電網側。
從響應時間看,可分為數時級以上、分鐘至小時級、秒級等。
(三)作用和意義
儲能在新型電力系統中主要起到削峰填谷和系統調節作用,對整個系統和能源產業具有重大意義。
1.保障電力系統安全穩定運行
儲能設施一方面可以平抑新能源出力波動性,實現平滑輸出,減少電網擾動;另一方面,可以通過快速反應能力,為整個電力系統提供調節服務,保障電力系統安全穩定運行,保障電能質量。
2.促進新能源消納助力碳減排
儲能設施通過削峰填谷,促進新能源充分消納,減少了風光棄電,提高了利用率,有利于提升非化石能源消費比例,助力“雙碳”目標實現。
3.節省傳統電力增容投資
儲能設施削峰填谷功能,有利于減少電力增容投資,提升電力系統經濟性,從長遠看,有利于保障全社會電力可靠供應,降低電價,促進經濟發展,提升人民幸福感。
4.助力實現能源安全獨立
隨著新能源資源的大規模開發利用,非化石能源消費比例將逐步提高,有利于減少我國在石油、天然氣等化石能源領域的對外依賴,實現我國能源獨立和能源安全戰略。
二、新型獨立儲能收益保障機制
新型儲能是指除抽水蓄能外的其他新型儲能技術,在能源領域碳達峰碳中和過程中起著重要作用,是關鍵支撐之一。目前,電化學儲能技術相對成熟,其他儲能技術正在攻關或應用示范等過程中,隨著科研力量的投入,儲能將迅速實現技術迭代,成本下降,在高安全性、大容量、長周期、快響應等方面實現質的提升。同時,要促進新型儲能的發展,還需要有效的利益保障機制,實現有人愿意出錢投資、有人愿意付費使用。
近期國家出臺的一系列政策文件,多次提到獨立儲能,獨立儲能電站一般是指以獨立主體身份直接與電力調度機構簽訂并網調度協議的項目,與之相對的是依托特定電源、電網和用戶配套建設的儲能項目。獨立儲能電站與其他非獨立儲能電站相比有兩個顯著特點:第一,作為單獨的并網調度單元;第二,作為單獨的投資運營主體。獨立儲能既是一種技術手段,又是一種經營模式,適用于電力系統源網荷各環節不同應用場景。本文主要研究新型獨立儲能(以下簡稱獨立儲能)的收益保障機制。
2021年7月,國家發展改革委、國家能源局發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》(以下簡稱指導意見)提出,要“研究建立儲能參與中長期交易、現貨和輔助服務等各類電力市場的準入條件、交易機制和技術標準,加快推動儲能進入并允許同時參與各類電力市場;鼓勵儲能作為獨立市場主體參與輔助服務市場”“建立電網側獨立儲能電站容量電價機制”“完善峰谷電價政策,為用戶側儲能發展創造更大空間”“鼓勵探索建設共享儲能”。2022年3月,山東省開獨立儲能參與現貨市場先河,國家電投海陽、華電滕州、三峽新能源慶云首批儲能系統項目進入電力現貨市場,目前已有6家獨立儲能進入現貨市場,總裝機50.3萬kW,實際最大放電電力48.8萬kW,最大充電電力49.9萬kW,示范效果明顯。
總體來看,現行獨立儲能收益來源主要包括三類:第一,充放電價差套利。利用分時電價政策、中長期市場和現貨市場,負荷低電價低時段充電,負荷高電價高時放電,通過充放電價差實現盈利。第二,輔助服務收入。通過為系統提供調峰、調頻、調壓、爬坡、黑啟動等調節性服務獲取輔助服務收入。第三,容量收入。部分省份已開展獨立儲能的容量補償,例如,山東省。容量租賃收入也是獨立儲能容量收入的一種形式,各地相繼出臺政策鼓勵新能源場站通過租賃儲能容量代替配建容量。第四,政府補貼。目前已有21個省份先后出臺新型儲能補貼政策,隨著技術的成熟和成本的下降,政府補貼將逐步退坡直至取消。
三、完善獨立儲能收益保障機制相關建議
基于獨立儲能在電力系統中的作用,由于機制尚不完善、電價峰谷比不足、輔助服務定價較低等影響,獨立儲能面臨成本回收困難局面,獨立儲能的商業模式還不明朗。在補貼政策的扶持下,近年來,儲能投資實現了井噴式發展,隨著新型儲能技術的迭代更新,儲能容量和功率越來越大,在新能源為主體的新型電力系統中作用越來越大。儲能設施一次性投入高,專業化程度高,為獨立儲能的發展提供了市場空間,有研究表明,在系統中固定位置集中建設儲能設施更有利于促進新能源消納和電力系統穩定,技術的進步和智能電網的發展為獨立儲能提供了物理和技術支撐,需要一套利益保障機制引導投資和消費行為,實現“有人愿意出錢投資,有人愿意付費使用”的良性局面。補貼政策只是權宜之計,未來必將交給市場,因此堅持市場化思路是推動獨立儲能發展的重要選擇。
(一)落實獨立儲能容量收益機制
容量收益包括容量租賃收益和容量電費收益兩種類型,容量租賃收益是指出租給有儲能容量需求的使用方獲得的租賃收入;容量電費收益是指為彌補獨立儲能設備固定成本和基本收益而獲取的補償性收入。新型儲能在新能源為主體的新型電力系統中承擔必不可少的支撐調節作用,是重要組成部分,目前,“新能源+儲能”成為強制性標配,多數省份要求配置10%左右儲能,部分省份要求配置20%,多地工業園區也鼓勵配置儲能,基于集中建設儲能設施的專業化、規模化和經濟性優勢,可以認為容量收益是未來獨立儲能的主要收益來源渠道之一。
1.容量租賃收益
發電側、電網側和用戶側均可以直接租賃或者通過容量市場競價,獲得相應儲能容量使用權,滿足配儲需求。2021年7月,國家發展改革委印發《關于鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加并網規模的通知》,鼓勵可再生能源發電企業在電網保障性并網項目外,自行購買調峰資源增加并網規模,為發電側租賃儲能容量提供了政策依據。多地開展了儲能租賃的試點,能源主管機構和交易機構應進一步明確發電側、電網側和用戶側租賃儲能容量的政策支持,完善交易規則、細化定價機制,使獨立儲能投資商通過出租容量,獲取容量租賃收入,以抵消儲能設施的建設成本、運營成本,獲取基本收益。
2.容量電費收益
未出租部分儲能容量可作為獨立調度單元參與系統調峰調節,可參照抽水蓄能電站建立兩部制電價機制,通過電量電價回收充放電損耗成本,通過容量電價回收建設成本、固定運營成本和基本收益。在容量電價方面,主管部門應明確核定方法、經營期限、基本收益率和疏導機制等,目前國家發展改革委已提出要研究建立電網側獨立儲能電站容量電價機制,探索將電網替代型儲能設施成本收益納入輸配電價回收。
3.容量費用疏導機制
科學公正的疏導機制是電力市場健康發展的關鍵,應按照新型儲能在電力系統中不同應用場景分類建立容量費用疏導機制,發電側租用儲能容量,直接受益者為發電企業本身,容量費用應由該發電企業承擔,作為發電企業一項運營成本,發電項目在經濟評價時要考慮購買調峰資源的成本影響。電網側租用儲能容量,受益者為用戶以及未配儲能或配儲不足的發電企業,儲能容量租用成本可向其疏導,向用戶疏導部分可納入輸配電價回收,向發電企業回收部分可采用定期計算分攤的方式。用戶側租用儲能容量,應由用戶自身承擔,工業園區、開發區等集中租用儲能設施的,可按照園區內各用戶占用儲能調峰容量和時長分攤容量費用。獨立儲能自主運營的,獨立調度單元的容量費用可參照電網側租用儲能容量的疏導方式,納入輸配電價回收部分,建議采用分時輸配電價機制,充分體現調峰資源的稀缺性,同時建議修訂輸配電價核定辦法,實現各項政策有效銜接。
(二)落實獨立儲能參與中長期交易和現貨交易機制
國家發展改革委提出要加快推動獨立儲能,參與中長期市場和現貨市場,獨立儲能除出租容量部分外自主運營的容量單元,可參與電能量市場,通過分時價差套利。在多省份試點實施的基礎上,制定獨立儲能參與中長期和現貨交易的全國性指導意見,推動各地區盡快明確獨立儲能參與市場交易的主體地位,指導各地區建立優先調用機制,根據地區特征劃分參與時段,適當拉大峰谷價差等方式,提升儲能參與電網調峰的積極性。通過電能市場不同時段的電價差套利,彌補儲能的充放電損耗。
(三)完善獨立儲能參與輔助服務機制
目前,全國大部分省份和區域均啟動了輔助服務市場,輔助服務補償機制和市場交易并存,2020年新版《電力輔助服務管理辦法》出臺后,新型儲能作為市場主體逐步納入補償機制和市場。但目前處于起步階段,補償機制和市場交易規則不完善,補償標準低、交易品種少,市場活躍度不高,建議主管部門盡快開展新型儲能參與輔助服務補償機制和市場交易規則研究,明確參與品種、參與方式、價格形成方式等,擴大補償(交易)品種,提高補償標準,推動儲能參與輔助服務的積極性,充分體現新型儲能在系統中調節價值。建立合理的疏導機制,根據“誰提供、誰享有,誰受益、誰承擔”原則,把為全網用戶服務的費用分攤傳導至用戶側,減少單純發電側的零和博弈,以此提高補償和交易價格。
(四)研究不同儲能技術路線的經濟性
不同的儲能技術路線對應不同的成本結構、成本規模以及周期曲線,各項儲能技術路線的技術更新迭代速度也不盡相同,成本下降趨勢也存在明顯差異。因此,能源主管部門應牽頭組織開展現在及未來一段時間內不同技術路線在同一應用場景下的經濟性比較,找出技術成熟、經濟性高的技術路線加以推廣,推動儲能產業發展,促進新型電力系統建設。
四、結語
新型儲能是新能源為主體的新型電力系統的重要組成部分,源網荷儲協同發展是智能化、靈活性電力系統的必然方向。集中建設一批大容量、大功率的獨立儲能,充分發揮專業化、規模化、經濟性優勢,更有利于電力系統的安全穩定可靠運行,必須堅定不移走市場化道路,通過市場規律和運行規律的有機結合,構建有效的收益保障機制,推動獨立儲能的大規模發展,助力新型電力系統建設,實現全國“雙碳”目標 。
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作者簡介:潘冉潔(1981),男,浙江省浦江縣人,高級會計師,大學本科,主要研究方向為電力市場及經濟管理。