2016年上半年,我國的儲能產業(yè)正經歷著一個發(fā)展的小高潮。據CNESA(中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟)數據,截至2015年底,中國累計運行儲能項目(不含抽水蓄能、壓縮空氣和儲熱)118個,累計裝機規(guī)模105.5MW,占全球儲能項目總裝機的11%,年復合增長率(2010-2015)為110%,是全球增長率的六倍之多,發(fā)展速度不可謂不快。進入2016年之后,多家儲能技術廠商的項目規(guī)劃紛紛出臺,少則幾十兆瓦的安裝量,多則幾百兆瓦的目標,基本都是計劃在2-3年內實施完成,應用類型覆蓋了大規(guī)??稍偕茉床⒕W、輔助服務以及分布式發(fā)電及微網等領域。初步統(tǒng)計,總規(guī)劃裝機量已經近1GW(此處數據均不包含抽水蓄能)。
儲能價值尚未完全體現
雖然產業(yè)發(fā)展趨勢十分喜人,但一談到項目的盈利點、投資回報,以及金融資本對產業(yè)的參與度,業(yè)內人士普遍認為,產業(yè)要真正實現可持續(xù)的商業(yè)化發(fā)展,仍需要一些先決條件。從目前情況看,提升循環(huán)壽命、提高安全保障是儲能應用的基礎,政策支持、財政補貼、降低成本是實現產業(yè)盈利的重要推手;更重要的是一個健全的電力市場機制才能夠還原儲能真實成本效益,發(fā)揮儲能真正的應用價值。
從近兩年的技術發(fā)展看,可以清晰地看出各類主流儲能技術成本已經實現大幅下降。以目前國內安裝量較大的磷酸鐵鋰電池為例,它的成本價(不含逆變器)在2013年為人民幣4500-6000元/kWh,到2015年后成本價只有人民幣2000-3000元/kWh。預計到2020年,成本有望降低到人民幣1000元/kWh左右(按全壽命周期計算,度電成本在人民幣0.26元/kWh,不含充電電費成本);以25℃、0.5C、95%DOD為標準,循環(huán)壽命超過5500次;而隨著各類驗證、示范應用以及標準的建立,儲能技術的安全性也將逐步提升,達到標準要求,為實現商業(yè)化應用打下基礎。
雖然儲能技術的經濟性和技術性能在不斷提高,但從近期較主流的幾類應用看,儲能的應用點仍然較單一,儲能應用的價值仍無法完全釋放。例如,安裝在用戶側的儲能系統(tǒng)目前唯一的效益就是利用峰谷電價差實現低存高放;安裝在大型風電場的儲能系統(tǒng)的實際商業(yè)價值就是存儲少量的棄風電量(儲能的安裝量一般為風電容量的10%)。究其原因,主要表現在儲能技術與其提供的價值的效益回報不相吻合、缺乏對儲能系統(tǒng)綜合評估和優(yōu)化使用的整體思路和方式方法??偟膩碚f,按照我國現行的電力體制,電力系統(tǒng)無法給儲能系統(tǒng)一個公平合理的機制,讓其發(fā)揮靈活配置、快速響應的功能,服務于供給側電源結構調整和用戶側能效提高。而實際上,儲能已經成為未來電力乃至能源體系建設必不可少的一個環(huán)節(jié),解決這一矛盾已經迫在眉睫。
儲能需要市場化的電力體系
儲能的可持續(xù)發(fā)展、商業(yè)化推廣需要一個市場化的電力體系。隨著新一輪電改的展開,2015年11月底,國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布了電力體制改革的6個配套文件,其中,《關于推進電力市場建設的實施意見》、《關于電力交易機構組建和規(guī)范運行的實施意見》為下一步電力市場建設提出了方向和目標。清華大學電機系教授夏清表示,“電力市場化改革的下一步,就是建立一個真正的電力現貨交易市場,‘無現貨,不市場’?,F貨市場建立后,儲能會有一個很好的價值體現?!?/p>
與2002年的市場化改革相比,新一輪電改的一個特點就是將形成以中長期交易和現貨交易并舉的電力電量平衡機制,構建容量、電量、輔助服務等多元的電力市場體系,除電能之外,調頻、調峰、備用、容量保障等能源服務也能通過合理的市場機制獲得合理的經濟收益。在新的市場體系下,各類市場主體將逐漸地全面進入市場,電力資源通過市場機制在區(qū)域范圍內進行靈活、合理的配置,服務于能源和經濟社會健康協(xié)調發(fā)展。
國家能源局的相關領導也表示:“從電力市場發(fā)展進程來看,現貨市場是現代電力市場不可或缺的重要組成部分,是準確發(fā)現電力價格的必要手段,是實現電力電量平衡的最優(yōu)方式,是成熟電力市場發(fā)展到高級階段的重要標志?!?/p>
現貨市場的建立和健全是儲能技術真正實現大規(guī)模應用、體現價值和取得盈利的根本保障。清華大學電機系副教授陳啟鑫指出,“包括功率型和能量型應用在內的儲能技術通過靈活配置、快速響應等特點在現貨市場可以真正實現價值;同時儲能系統(tǒng)也為現貨市場所需要實現的電力實時平衡提供了支持和服務?!?/p>
傳統(tǒng)意義上,發(fā)電企業(yè)主要提供電能和輔助服務,現貨市場可為輔助服務提供參與競價的場所。輔助服務分為調頻、調壓、備用及黑啟動等。其中調頻、旋轉備用與電能市場具有強耦合性。具有高功率、快速響應速度的儲能系統(tǒng)是非常理想的調頻、旋轉備用等輔助服務電源,在市場化的機制下,其合理的價值將能夠得到體現。因此,在現貨市場,不需要專門的政策和補貼支持,儲能系統(tǒng)就可以實現盈利。關于這一點,陳啟鑫也表示認同,“這已經在美國的PJM、ERCOT等區(qū)域電力市場中得以實現,儲能根據其所提供輔助服務的質量與性能獲得收益,其單位容量的調頻收益可達到普通火電機組的3-5倍,極大地提升了儲能系統(tǒng)的經濟性。”
同樣,在建立了現貨市場之后,用戶側售電公司可以從事零售業(yè)務,整合不同類型、不同規(guī)模用戶的負荷,參與需求側管理、需求響應以及調峰等工作;儲能的作用就不僅僅是峰谷差價所帶來的價值了,“一套系統(tǒng)、多重應用”的價值就可以實現。
北京睿能世紀科技有限公司相關負責人認為,在現貨能量批發(fā)市場中,儲能是優(yōu)質的“主動”調峰資源。現貨能量市場的一個重要作用是根據時變的電力供需狀況,發(fā)現相對真實的電力價格。儲能的“主動”性體現在以營利為主要目的的儲能電站運營商的控制策略,主要是在現貨市場價格低谷的時段充電,而在價格高峰的時段將電賣出,通過電價差獲取經濟收益。需要注意到在儲能主動積極獲取經濟收益的同時,全系統(tǒng)均獲得了效益。當儲能容量相對系統(tǒng)規(guī)模達到一定程度的時候,一方面,由于儲能在負荷高峰賣出電力導致此階段發(fā)電側競爭充裕度上升,相比無儲能賣電的情況下,會使電價降低;另一方面,在負荷低谷時段,儲能的購電同理會使購電需求上升導致低谷電價的上升。因此,高峰電價的降低使電力負荷可以實現支付更低的購電成本而獲益。
另外,由于儲能的“主動”調峰作用,能夠減少系統(tǒng)內出現價格大幅波動和價格尖峰的頻率和程度,使電力負荷能夠規(guī)避尖尖峰的價格風險。從物理運行層面,儲能的削峰填谷作用在一定程度上拉平了負荷曲線,使日峰谷差降低,這將減少機組大范圍調峰的程度以及機組開機的頻率,機組綜合發(fā)電成本降低的同時會使系統(tǒng)的發(fā)電成本也可相應降低。會發(fā)現大規(guī)模儲能參與現貨能量市場在一定程度上實現了電力市場所追求的帕累托最優(yōu)。
近期,一系列國家政策陸續(xù)出臺,《“十三五”規(guī)劃綱要》、《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》、《中國制造2025-能源裝備實施方案》、《關于推進“互聯(lián)網+”智慧能源發(fā)展的指導意見》、《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》和《國家能源局關于促進電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務補償(市場)機制試點工作的通知》等都賦予了儲能重要的發(fā)展地位和使命。隨著電改的推進,電力現貨市場的建立和完善,儲能的發(fā)展也將面臨一個真正的飛躍,成為支持國家能源結構調整、能源轉型的重要因素。
(作者系中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟秘書長)