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储能是新能源必须翻越的山丘

时间:2020-10-16    来源:能源杂志    点击次数:0     字体:【大】 【中】 【小】    打印本页
      新能源配储能的症结在于技术是否安全无虞o⊙⊙ω⊙ ▼,成本是否能快速下降o⊙⊙ω⊙ ▼,商业模式如何构建o⊙⊙ω⊙ ▼,如何严控储能投资边界?!-!﹏▊。
文 | 王秀强
      储能是能源产业版图的要塞o⊙⊙ω⊙ ▼,也是当前最为薄弱的一环?!-!﹏▊。储能兴o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源电力系统繁荣可期?!-!﹏▊。
      新能源具有天然的波动属性o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源配套储能虽不能改变新能源的基因o⊙⊙ω⊙ ▼,可以改良新能源的功率输出秉性?!-!﹏▊。从经济学的维度讲o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源投资储能也是为给电力系统带来的负外部性买单?!-!﹏▊。症结在于储能投资如何收回o⊙⊙ω⊙ ▼,储能技术是否安全无虞o⊙⊙ω⊙ ▼,储能成本是否能快速下降o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源企业如何创新产业形态⊙ω⊙、构建新的商业模式o⊙⊙ω⊙ ▼,如何界定储能投资的边界?!-!﹏▊。
      国内新能源规模化发展近15年以来o⊙⊙ω⊙ ▼,财政补贴⊙ω⊙、国家规划等政策红利是行业发展的主要驱动力o⊙⊙ω⊙ ▼,另一方面电网系统⊙ω⊙、火电企业⊙ω⊙、终端消费者亦为新能源发展做出利益让步?!-!﹏▊。新能源从发展之日起即含着金汤匙o⊙⊙ω⊙ ▼,平价新生态下则需要不断翻越一个又一个新山丘?!-!﹏▊。
储能商业模式探路
      从现有的商业模式看o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源配储能项目价值创造的路径包括:(1)参与调峰⊙ω⊙、调频等辅助服务o⊙⊙ω⊙ ▼,获得辅助服务补偿o⊙⊙ω⊙ ▼,(2)减少弃风⊙ω⊙、弃光电量o⊙⊙ω⊙ ▼,增加电费收入o⊙⊙ω⊙ ▼,(3)减少电网费用考核o⊙⊙ω⊙ ▼,(4)参与电力市场交易获得电价收益o⊙⊙ω⊙ ▼,(5)其他?!-!﹏▊。
      按照上述盈利模式的确定性排序o⊙⊙ω⊙ ▼,辅助服务收益>弃风弃光电量收益>减少电网费用考核>其他?!-!﹏▊。
      其中o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源配储能参与电力系统辅助服务是收益最为确定的模式?!-!﹏▊。当前o⊙⊙ω⊙ ▼,已有16个省区发布了调峰辅助服务补偿机制o⊙⊙ω⊙ ▼,储能电站可以为电力系统运行提供调频⊙ω⊙、调峰⊙ω⊙、调压⊙ω⊙、备用⊙ω⊙、黑启动等辅助服务o⊙⊙ω⊙ ▼,并获得相应补偿收益o⊙⊙ω⊙ ▼,补偿收益在0.5元/千瓦时?!-!﹏▊。
      2019年6月o⊙⊙ω⊙ ▼,国家能源局西北监管局发布《青海电力辅助服务市场运营规则(试行)》o⊙⊙ω⊙ ▼,明确在电网需要调峰资源的情况下o⊙⊙ω⊙ ▼,储能调峰价格暂定0.7元/千瓦时o⊙⊙ω⊙ ▼,优先消纳风电⊙ω⊙、太阳能发电?!-!﹏▊。2020年5月26日o⊙⊙ω⊙ ▼,新疆发改委印发《新疆电网发电侧储能管理暂行规则》o⊙⊙ω⊙ ▼,对根据电力调度机构指令进入充电状态的电储能设施所充电的电量进行补偿o⊙⊙ω⊙ ▼,补偿标准为0.55元/千瓦时?!-!﹏▊。
      从储能电站的应用看o⊙⊙ω⊙ ▼,青海共享储能项目鲁能海西50MW/100MWh储能电站是一个样本o⊙⊙ω⊙ ▼,该项目2019年6月18日正式试运行o⊙⊙ω⊙ ▼,至2020年7月o⊙⊙ω⊙ ▼,累计充电电量2815万千瓦时o⊙⊙ω⊙ ▼,获得调峰费用1564万元o⊙⊙ω⊙ ▼,单价0.56元/千瓦时?!-!﹏▊。
      按照储能电池全生命周期充放电次数至少6000次匡算o⊙⊙ω⊙ ▼,储能电站需要与电网公司协调o⊙⊙ω⊙ ▼,保证每天至少两次满充满放?!-!﹏▊。
      但在实际运行过程中o⊙⊙ω⊙ ▼,存在新能源储能调度权被电网公司管理o⊙⊙ω⊙ ▼,无法与新能源电站联合调度的状况⊙ω⊙、新能源开发商无法获得辅助服务收入o⊙⊙ω⊙ ▼,产生收益不稳定隐忧?!-!﹏▊。
      新能源配储能的另一商业模式o⊙⊙ω⊙ ▼,是通过储能减少弃风电量o⊙⊙ω⊙ ▼,在非限电时段放电o⊙⊙ω⊙ ▼,或者就地消纳?!-!﹏▊。这种模式适用于上网电价较高⊙ω⊙、弃风弃光率高的区域o⊙⊙ω⊙ ▼,随着新能源平价上网进程加速o⊙⊙ω⊙ ▼,依靠弃电获得投资收益的难度越来越大?!-!﹏▊。
      电网考核费用的减少是储能的新价值体现?!-!﹏▊。目前o⊙⊙ω⊙ ▼,根据电网企业“两个细则”(《发电厂并网运行管理实施细则》⊙ω⊙、《并网发电厂辅助服务管理实施细则》)要求o⊙⊙ω⊙ ▼,新增对风电场⊙ω⊙、光伏电站一次调频⊙ω⊙、虚拟惯量响应功能考核标准?!-!﹏▊。新能源通过配置储能o⊙⊙ω⊙ ▼,可以相应减少电网考核费用?!-!﹏▊。
      除此o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源配储能可以通过电力市场交易获得电价收益o⊙⊙ω⊙ ▼,但此种模式下电价波动⊙ω⊙、电量需求大o⊙⊙ω⊙ ▼,项目收益不确定性也增加?!-!﹏▊。此外o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源储能电站可以探索与用户服务⊙ω⊙、充电桩⊙ω⊙、绿证交易等模式融合o⊙⊙ω⊙ ▼,向下游应用端延伸?!-!﹏▊。
      但是o⊙⊙ω⊙ ▼,需要注意的是储能系统在同一运行时刻o⊙⊙ω⊙ ▼,商业模式只能取其一o⊙⊙ω⊙ ▼,二者不能兼得?!-!﹏▊。故此o⊙⊙ω⊙ ▼,项目投资经济测算需要兼顾不同运行模式o⊙⊙ω⊙ ▼,项目现金流流入需要根据不同场景进行测算?!-!﹏▊。
严控储能投资经济性边界
      在现有的商业模式下o⊙⊙ω⊙ ▼,新能源配储能的经济性对投资成本的敏感程度更高?!-!﹏▊。储能项目的成本高低取决于两个方面o⊙⊙ω⊙ ▼,一是新能源储能配比o⊙⊙ω⊙ ▼,二是储能工程系统造价?!-!﹏▊。对于能源基础设施而言o⊙⊙ω⊙ ▼,项目投资回收周期在七年之内o⊙⊙ω⊙ ▼,则具有较好投资价值o⊙⊙ω⊙ ▼,可以满足8%左右的项目内部收益要求?!-!﹏▊。
      对于新能源配储能的合理比例o⊙⊙ω⊙ ▼,中国电建西北勘测设计研究院认为o⊙⊙ω⊙ ▼,从经济角度考虑o⊙⊙ω⊙ ▼,为平抑新能源出力的短时波动o⊙⊙ω⊙ ▼,储能容量可按新能源装机规模10%o⊙⊙ω⊙ ▼,储能时长可按0.5h~1.0h设计?!-!﹏▊。
      目前o⊙⊙ω⊙ ▼,从各地对新能源储能项目的要求看o⊙⊙ω⊙ ▼,储能配比在10%-20%之间o⊙⊙ω⊙ ▼,储能时长为1小时~2小时o⊙⊙ω⊙ ▼,高比例储能配比加大了投资回收的压力?!-!﹏▊。
      从储能成本构成看o⊙⊙ω⊙ ▼,储能电站主要有三部分构成o⊙⊙ω⊙ ▼,储能电池系统⊙ω⊙、储能功率变换(PCS)及升压系统?!-!﹏▊。其中o⊙⊙ω⊙ ▼,储能电池投资占比最高o⊙⊙ω⊙ ▼,在60%左右?!-!﹏▊。储能系统成本已经从年初2元/who⊙⊙ω⊙ ▼,下降至当前的1.5-1.6元/wh?!-!﹏▊。储能成本下降的重心仍在储能电池o⊙⊙ω⊙ ▼,降低储能电池成本则需要在电芯低衰减⊙ω⊙、长寿命(1万次以上)⊙ω⊙、高存储效率(>98%)等技术维度进行攻关o⊙⊙ω⊙ ▼,同时减少项目用地成本和运维成本?!-!﹏▊。
      按照成本下降的学习曲线o⊙⊙ω⊙ ▼,理想的储能成本下降路线是o⊙⊙ω⊙ ▼,到2025年电池系统成本降至当前的50%o⊙⊙ω⊙ ▼,储能规模翻倍o⊙⊙ω⊙ ▼,储能系统成本下降至0.8元/wh左右?!-!﹏▊。在技术进步的驱动下o⊙⊙ω⊙ ▼,成本下降的斜率或许会加速?!-!﹏▊。
      规模化是推进成本下降的重要渠道?!-!﹏▊。国家电网综合能源服务集团已经与宁德时代成立合资公司——国网时代储能发展有限公司o⊙⊙ω⊙ ▼,目的是推进GW别储能电站的建设?!-!﹏▊。根据媒体披露o⊙⊙ω⊙ ▼,国家电网将在青海⊙ω⊙、新疆⊙ω⊙、河南三省建设合计1GW/4GWh的电化学储能电站o⊙⊙ω⊙ ▼,青海⊙ω⊙、新疆⊙ω⊙、河南分别建设0.3GW/1.2GWh⊙ω⊙、0.3GW/1.2GWh⊙ω⊙、0.4GW/1.6GWh;同时在山西等地筹建GW别单个储能项目?!-!﹏▊。大规模储能电站的推进o⊙⊙ω⊙ ▼,预计将有效降低储能成本水平?!-!﹏▊。