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集中式共享儲(chǔ)能商業(yè)模式與政策分析

《電氣時(shí)代》發(fā)布時(shí)間:2023-03-30 11:35:58  作者:張國(guó)強(qiáng) 等

  首先,探討了共享儲(chǔ)能的研究背景及意義,分析了國(guó)內(nèi)共享儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,梳理了國(guó)家、省市層面支持共享儲(chǔ)能的相關(guān)政策,并對(duì)政策進(jìn)行了分析;其次,探討了青海、山東和新疆等地區(qū)共享儲(chǔ)能建設(shè)現(xiàn)狀,對(duì)典型地區(qū)的共享儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行了分析;最后,對(duì)共享儲(chǔ)能的發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)并提出相關(guān)意見(jiàn)。

  實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和,提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,促進(jìn)新能源消納和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,努力構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系,是黨中央、國(guó)務(wù)院作出的重大決策部署。共享儲(chǔ)能作為支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要舉措之一,可有效提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力,在電力系統(tǒng)中擁有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

  目前,我國(guó)主要由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)及用戶投資建設(shè)各應(yīng)用場(chǎng)景下的儲(chǔ)能電站,現(xiàn)有的發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能及用戶側(cè)儲(chǔ)能通常僅為單一主體服務(wù),然而該類儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式普遍存在利用效率、成本效益等方面的問(wèn)題,制約了儲(chǔ)能商業(yè)化發(fā)展與運(yùn)行。儲(chǔ)能利用效率較低,尚未實(shí)現(xiàn)平均每日一次滿充滿放。一般的配套儲(chǔ)能項(xiàng)目往往只服務(wù)于單一的可再生能源電站,不同的儲(chǔ)能電站之間沒(méi)有直接的聯(lián)系,商業(yè)模式簡(jiǎn)單,無(wú)法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)。

  共享儲(chǔ)能可整合電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)和用戶側(cè)的資源,為區(qū)域范圍內(nèi)的可再生能源電站和電網(wǎng)提供服務(wù),可實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電企業(yè)和儲(chǔ)能電站的共贏。

  研究背景及意義

  共享儲(chǔ)能模式與服務(wù)單一主體的儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式相比,共享儲(chǔ)能具有靈活性強(qiáng)、適用場(chǎng)景廣、分布廣泛及投資主體與結(jié)算界面清晰等優(yōu)勢(shì),可以有效提升高滲透率下電網(wǎng)的穩(wěn)定特性和對(duì)新能源的消納能力,提高儲(chǔ)能利用率和儲(chǔ)能項(xiàng)目收益率,已成為能源互聯(lián)網(wǎng)框架中儲(chǔ)能應(yīng)用的重要研究方向之一。 大規(guī)模集中式共享儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

  共享儲(chǔ)能的投資主體清晰,有利于提升資本對(duì)儲(chǔ)能電站投資積極性。共享儲(chǔ)能與發(fā)電設(shè)備、用戶側(cè)微電網(wǎng)等建設(shè)徹底分開(kāi),在投資界面上,主體清晰明確。一方面,第三方資本有更多機(jī)會(huì)參與儲(chǔ)能投資建設(shè);另一方面,產(chǎn)權(quán)與收益的明晰將有效降低儲(chǔ)能投資評(píng)估的難度。同時(shí),共享儲(chǔ)能與傳統(tǒng)儲(chǔ)能電站相比,經(jīng)濟(jì)效益有所提高,有利于提升各類資本投資儲(chǔ)能電站的積極性,促進(jìn)儲(chǔ)能項(xiàng)目的開(kāi)展。共享儲(chǔ)能的結(jié)算界面清晰,有利于促進(jìn)共享儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)主體發(fā)展。發(fā)電側(cè)與用戶側(cè)儲(chǔ)能相比,共享儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的結(jié)算界面清晰,所提供的輔助服務(wù)種類與調(diào)節(jié)電量計(jì)量相對(duì)容易,有利于促進(jìn)儲(chǔ)能形成共享的輔助服務(wù)提供商身份,并推動(dòng)儲(chǔ)能電站根據(jù)電力市場(chǎng)相關(guān)機(jī)制探索形成一定的商業(yè)模式。

  隨著電力市場(chǎng)化改革的不斷加深,可再生能源配套儲(chǔ)能電站或獨(dú)立儲(chǔ)能設(shè)備以共享儲(chǔ)能的形式參與輔助調(diào)峰市場(chǎng)將成為可能。如何合理地設(shè)計(jì)共享儲(chǔ)能商業(yè)模式、建立高效的儲(chǔ)能交易平臺(tái),將成為我國(guó)未來(lái)儲(chǔ)能電站發(fā)展建設(shè)的關(guān)鍵因素。

  國(guó)內(nèi)共享儲(chǔ)能支持政策研究

  1. 國(guó)家層面共享儲(chǔ)能支持政策

  近幾年來(lái),國(guó)家出臺(tái)了一系列探索建設(shè)共享儲(chǔ)能商業(yè)模式的政策。2021年7月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)了《國(guó)家發(fā)展改革委 國(guó)家能源局關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(發(fā) 改能源規(guī)〔2021〕1051號(hào))。文件中明確了新型儲(chǔ) 能獨(dú)立市場(chǎng)主體地位,鼓勵(lì)探索建設(shè)共享儲(chǔ)能。建立“按效果付費(fèi)”的電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制,深化改革電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制,鼓勵(lì)不同儲(chǔ)能作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)。鼓勵(lì)結(jié)合源、網(wǎng)、荷不 同需求探索儲(chǔ)能多元化發(fā)展模式。

  2021年7月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印 發(fā)了《國(guó)家發(fā)展改革委 國(guó)家能源局關(guān)于鼓勵(lì)可再 生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》(發(fā)改運(yùn)行〔2021〕1138號(hào))。為促進(jìn)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源大力發(fā)展和充分消納, 鼓勵(lì)各發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買調(diào)峰儲(chǔ)能能力,增大新能源發(fā)電裝機(jī),擴(kuò)大并網(wǎng)規(guī)模。其中最關(guān)鍵的是允許發(fā)電企業(yè)購(gòu)買儲(chǔ)能或調(diào)峰能力,增加并網(wǎng)規(guī)模。

  2017年,國(guó)家能源局印發(fā)的《完善電力輔助 服務(wù)補(bǔ)償(市場(chǎng))機(jī)制工作方案》(國(guó)能發(fā)監(jiān)管〔2017〕67號(hào))通知中指出:建立電力中長(zhǎng)期交易 涉及的電力用戶參與電力輔助服務(wù)分擔(dān)共享機(jī)制。 開(kāi)展電力用戶與發(fā)電企業(yè)中長(zhǎng)期交易的地區(qū)應(yīng)建立 電力用戶參與電力輔助服務(wù)分擔(dān)共享機(jī)制。國(guó)家共享儲(chǔ)能支持政策見(jiàn)表1。

  2. 省市共享儲(chǔ)能支持政策

  2021年青海、寧夏等六省先后在政策中明確提出建設(shè)發(fā)展共享儲(chǔ)能。青海省率先響應(yīng)共享儲(chǔ)能支持政策。國(guó)家能源局西北監(jiān)管局發(fā)布了《青海省電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則(征求意見(jiàn)稿)》,指出要不斷深化輔助服務(wù)分擔(dān)共享新機(jī)制。進(jìn)一步通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制提升電網(wǎng)調(diào)峰能力和新能源電量消納水平,明確共享儲(chǔ)能電站的準(zhǔn)入條件。規(guī)則中闡述了共享儲(chǔ)能如何參與 調(diào)峰服務(wù)市場(chǎng)。明確了共享儲(chǔ)能調(diào)峰服務(wù)市場(chǎng)化交易模式:雙邊協(xié)商交易和市場(chǎng)竟價(jià)交易。

  山東省對(duì)共享儲(chǔ)能的發(fā)展也格外重視。山東省發(fā)展改革委、能源局和山東監(jiān)管辦公室聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展儲(chǔ)能示范應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn)》。文件中指出要?jiǎng)?chuàng)新儲(chǔ)能發(fā)展模式,支持各類市場(chǎng)主體投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)共享儲(chǔ)能設(shè)施,鼓勵(lì)風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目 優(yōu)先租賃共享儲(chǔ)能設(shè)施,租賃容量視同其配建儲(chǔ)能容量。健全支撐體系,根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,按年度發(fā)布儲(chǔ)能容量需求信息,依托山東電力交易平臺(tái),培育儲(chǔ)能輔助服務(wù)和容量租賃市場(chǎng)。

  山東省能源局發(fā)布的《山東省能源發(fā)展 “十四五”規(guī)劃(征求意見(jiàn)稿)》指出,鼓勵(lì)新建集中式風(fēng)電、光伏項(xiàng)目按照一定比例配建或租賃儲(chǔ)能設(shè)施。支持建設(shè)運(yùn)營(yíng)共享儲(chǔ)能設(shè)施,鼓勵(lì)風(fēng)電、光伏項(xiàng)目?jī)?yōu)先租賃共享儲(chǔ)能設(shè)施。建立健全儲(chǔ)能配套政策,完善儲(chǔ)能市場(chǎng)化交易機(jī)制和價(jià)格形成機(jī)制,支持儲(chǔ)能設(shè)施參與輔助服務(wù)市場(chǎng)和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。

  2021年10月,湖南省發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)湖南省電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》明確了以發(fā)展電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能為重點(diǎn),集中規(guī)劃建設(shè)一 批電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站。風(fēng)電和集中式光伏發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)分別按照不低于裝機(jī)容量15%和5%的比例(儲(chǔ)能時(shí) 長(zhǎng)2 h)配建儲(chǔ)能電站,對(duì)于沒(méi)有條件配建儲(chǔ)能電站的項(xiàng)目,可通過(guò)市場(chǎng)租賃方式按上述比例落實(shí)儲(chǔ)能容量。其中,新增項(xiàng)目在申報(bào)時(shí)應(yīng)明確配建或租 賃方案,積極推動(dòng)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目配建儲(chǔ)能電站或購(gòu)買儲(chǔ)能服務(wù)。積極推動(dòng)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能合理化布局,以建設(shè)大規(guī)模集中式共享儲(chǔ)能為主,統(tǒng)籌項(xiàng)目選點(diǎn),優(yōu)先在新能源資源富集的地區(qū)建設(shè)一批電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能項(xiàng)目。

  共享儲(chǔ)能支持政策見(jiàn)表2。

  典型地區(qū)共享儲(chǔ)能現(xiàn)狀分析

  1. 青海省共享儲(chǔ)能現(xiàn)狀分析

  青海省的可再生能源資源富足并大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)。青海省可再生能源裝機(jī)比例每年不斷攀升,傳統(tǒng)的單個(gè)可再生能源場(chǎng)站配建儲(chǔ)能面臨調(diào)峰調(diào)頻、電量平衡及安全運(yùn)行等嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

  青海最早對(duì)共享儲(chǔ)能模式展開(kāi)了一系列實(shí)踐探索。2020年11月,國(guó)內(nèi)第一個(gè)商業(yè)化獨(dú)立儲(chǔ)能電站——格爾木美滿閔行儲(chǔ)能電站在青海省海西州格爾木市建成并網(wǎng)運(yùn)營(yíng)。該項(xiàng)目投資約1.2億元,規(guī)模為16 MW,容量64 MW·h,是由第三方獨(dú)立市場(chǎng)主 體投資建設(shè)并參與市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的共享儲(chǔ)能電站,第三方獨(dú)立市場(chǎng)主體擁有運(yùn)維團(tuán)隊(duì),儲(chǔ)能電站獲取的全部收益歸自身所有。項(xiàng)目建成后接受青海省調(diào)直 接調(diào)度,主要參與輔助調(diào)峰服務(wù)市場(chǎng)化交易。通過(guò)共享儲(chǔ)能創(chuàng)新商業(yè)模式,實(shí)現(xiàn)能量時(shí)移,從而提高當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)新能源消納和外輸能力,有效降低周邊地區(qū)可再生能源站的棄光率。獨(dú)立儲(chǔ)能電站的運(yùn)營(yíng)模式為自投資、自運(yùn)營(yíng)。

  2019年,青海省電網(wǎng)采用市場(chǎng)合約方式,對(duì)多家新能源企業(yè)進(jìn)行了共享儲(chǔ)能調(diào)峰輔助服務(wù)試點(diǎn),該試點(diǎn)交易的市場(chǎng)主體有魯能海西多能互補(bǔ)電站、龍?jiān)锤駹柲竟夥娬竞蛧?guó)投華靖格爾木光伏電站。 魯能海西多能互補(bǔ)儲(chǔ)能電站為配建自用電站,在此次共享儲(chǔ)能交易中首次作為電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站納入電網(wǎng)調(diào)峰,受電網(wǎng)側(cè)統(tǒng)一調(diào)度。

  試點(diǎn)成功驗(yàn)證了面向可再生能源消納的共享儲(chǔ)能輔助服務(wù)交易模式的可行性。共享儲(chǔ)能提高了光伏電站發(fā)電量的同時(shí),也提高了對(duì)風(fēng)電和光伏發(fā)電的消納水平以及電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。青海省共享儲(chǔ)能利用區(qū)塊鏈技術(shù),合理地建設(shè)了共享儲(chǔ)能交易平臺(tái),整合了源-網(wǎng)-荷的儲(chǔ)能資源。以電網(wǎng)為樞紐,將電源側(cè)、用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能資源進(jìn)行了優(yōu)化配置,創(chuàng)新了儲(chǔ)能的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式,有效激發(fā)了儲(chǔ)能電站參與調(diào)峰輔助服務(wù)的積極性,豐富了儲(chǔ)能電站的盈利模式,實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)儲(chǔ)三方以至多方共贏。

  2. 山東省共享儲(chǔ)能現(xiàn)狀分析

  山東電網(wǎng)調(diào)峰、新能源消納嚴(yán)重不足,截至 2021年底,山東電網(wǎng)已無(wú)新項(xiàng)目消納空間,平均每天有8 h階段性棄電,電網(wǎng)安全運(yùn)行面臨較大壓力。目前,山東電網(wǎng)現(xiàn)有調(diào)整能力已發(fā)揮到極致。預(yù)計(jì) “十四五”期間,山東的新能源裝機(jī)比例還會(huì)進(jìn)一步提升。根據(jù)山東電力規(guī)劃數(shù)據(jù),2021年系統(tǒng)調(diào)峰容量缺少約1 209萬(wàn)kW。

  山東模式采用單方或多方融資的形式建設(shè)共享儲(chǔ)能電站,投資方參與運(yùn)營(yíng)維護(hù),以租賃的模式給發(fā)電企業(yè)與用戶提供儲(chǔ)能服務(wù)。積極引導(dǎo)社會(huì)資本進(jìn)入儲(chǔ)能電站建設(shè)領(lǐng)域,減少儲(chǔ)能電站初始資金投入,實(shí)現(xiàn)多方合作共贏。

  華電滕州集中共享式儲(chǔ)能電站是目前全國(guó)最大的集中共享式電化學(xué)調(diào)峰類儲(chǔ)能項(xiàng)目??傮w建設(shè)規(guī)模101 MW/202 MW·h,其中包括100 MW/200 MW·h 磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng),同步建設(shè)1 MW/2 MW·h 液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng),設(shè)計(jì)年限25年。可實(shí)現(xiàn)頂峰發(fā)電、迎峰發(fā)電,能承擔(dān)負(fù)荷調(diào)整和滿足日負(fù)荷曲線陡坡部分的變化,有效平抑地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng),穩(wěn)定電網(wǎng)頻率,提高電能質(zhì)量。

  三峽能源慶云獨(dú)立儲(chǔ)能電站是山東省首批儲(chǔ)能示范項(xiàng)目,該項(xiàng)目位于山東省德州市慶云縣。項(xiàng)目規(guī)劃總?cè)萘?00 M W/600 M W·h。該項(xiàng)目單次充電可儲(chǔ)存20萬(wàn)kW·h的清潔電能,可實(shí)現(xiàn)新能源“錯(cuò)峰 收儲(chǔ)”和“移峰填谷”,有效提升新能源資源綜合利用率和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

  山東省共享儲(chǔ)能電站見(jiàn)表3。

  3. 新疆省共享儲(chǔ)能現(xiàn)狀分析

  新疆電網(wǎng)在新能源匯集且網(wǎng)架條件較好的區(qū)域擬建設(shè)共享儲(chǔ)能電站,通過(guò)市場(chǎng)化手段調(diào)控模式,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站的共享。在電網(wǎng)與負(fù)荷有需求和接納空間時(shí)釋放電量,增發(fā)新能源,增加儲(chǔ)能電站的利用率,減少棄電比,同時(shí)增加電網(wǎng)的平衡能力,減少事故備用,降低共享儲(chǔ)能電站投資風(fēng)險(xiǎn)。

  新疆推進(jìn)的儲(chǔ)能模式為電源側(cè)的“新能源+儲(chǔ) 能”運(yùn)營(yíng)模式和“單體+共享”儲(chǔ)能模式,目前在新疆電網(wǎng)已接入發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能電站6座,全部在南疆地區(qū),共計(jì)6萬(wàn)kW/12.3萬(wàn)kW·h,均為光伏電站內(nèi)集中布置。2021年計(jì)劃在博州、哈密、烏魯木齊、和田、阿克蘇和巴州地區(qū)投運(yùn)9座儲(chǔ)能電站,見(jiàn)表4。

  結(jié)束語(yǔ)

  共享儲(chǔ)能以第三方資本為主投資建設(shè),直接接入電網(wǎng)運(yùn)行,將儲(chǔ)能容量、調(diào)節(jié)能力出售/租賃給發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶等具有儲(chǔ)能需求的主體,或作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與輔助服務(wù)市場(chǎng)交易,實(shí)現(xiàn)為多場(chǎng)景、多主體服務(wù)和儲(chǔ)能價(jià)值共享的儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式。

  目前共享儲(chǔ)能是儲(chǔ)能商業(yè)模式研究的一大熱點(diǎn),各省也正在積極探索共享儲(chǔ)能商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式,但共享儲(chǔ)能發(fā)展還面臨著以下問(wèn)題亟需解決。

  1)共享儲(chǔ)能的盈利模式不清晰,如何參與輔助 服務(wù)市場(chǎng)、現(xiàn)貨市場(chǎng)獲得收益?如何通過(guò)市場(chǎng)化的方式回收共享儲(chǔ)能電站的成本?以及電價(jià)機(jī)制對(duì)共享儲(chǔ)能盈利的影響。

  2)如何對(duì)多方主體的收益進(jìn)行合理的分配?多個(gè)利益主體之間如何進(jìn)行博弈?

  3)各省須出臺(tái)相關(guān)政策完善共享儲(chǔ)能發(fā)展機(jī)制。加快共享儲(chǔ)能商業(yè)模式建設(shè),積極探索共享儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨市場(chǎng)規(guī)則。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 董凌,年珩,范越,等. 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下共享儲(chǔ)能的商業(yè)模式探索與實(shí)踐[J]. 電力建設(shè),2020,41(4):38-44.

  [2] 李建林,李光輝,郭麗軍,等. “十四五”規(guī)劃下氫能應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀綜述及前景展望[J]. 電氣應(yīng)用,2020,40(6):10-16.

  來(lái)源:《電氣時(shí)代》2022年第6期

  作者:北京和瑞儲(chǔ)能科技有限公司 張國(guó)強(qiáng) 郭文怡 楊瑞琳 王 含


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