具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn),而隨著風(fēng)光在未來(lái)的大規(guī)模高比例并網(wǎng),如何保障電力穩(wěn)定供應(yīng)并實(shí)現(xiàn)高水平消納利用,成為關(guān)鍵難題。在今年的“拉閘限電”中,東北的情況最為嚴(yán)重,專家認(rèn)為,這與當(dāng)?shù)仫L(fēng)電占比過高有關(guān)。2021年1~7月,東北風(fēng)電發(fā)電量在全國(guó)風(fēng)電發(fā)電中的占比高達(dá)23%;2021年1~5月,東北風(fēng)電發(fā)電占工業(yè)用電量的
具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn),而隨著風(fēng)光在未來(lái)的大規(guī)模高比例并網(wǎng),如何保障電力穩(wěn)定供應(yīng)并實(shí)現(xiàn)高水平消納利用,成為關(guān)鍵難題。
在今年的“拉閘限電”中,東北的情況最為嚴(yán)重,專家認(rèn)為,這與當(dāng)?shù)仫L(fēng)電占比過高有關(guān)。2021年1~7月,東北風(fēng)電發(fā)電量在全國(guó)風(fēng)電發(fā)電中的占比高達(dá)23%;2021年1~5月,東北風(fēng)電發(fā)電占工業(yè)用電量的比重則高達(dá)33.9%。同時(shí),另一組數(shù)據(jù)顯示,東北風(fēng)電月度發(fā)電量波動(dòng)極大,谷底時(shí)僅為峰值一半左右。2021年6月以來(lái),受天氣因素影響,東北風(fēng)電發(fā)電量驟減。由于新能源改革過快,又缺乏足夠的煤電來(lái)托底,于是只能采取最后的手段:拉閘。
根據(jù)國(guó)家規(guī)劃,預(yù)計(jì)到“十四五”末,新能源將成為各地的主力電源,可再生能源發(fā)電裝機(jī)占電力總裝機(jī)的比例將超過50%,到2030年,風(fēng)電和光伏的裝機(jī)將不低于12億千瓦。但新能源發(fā)電“靠天吃飯”,具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn),而隨著風(fēng)光在未來(lái)的大規(guī)模高比例并網(wǎng),如何保障電力穩(wěn)定供應(yīng)并實(shí)現(xiàn)高水平消納利用,成為關(guān)鍵難題。
強(qiáng)配儲(chǔ)能“大勢(shì)所趨”
儲(chǔ)能,顧名思義,就是在電力富余時(shí)將其存儲(chǔ)下來(lái),在需要時(shí)放出,本質(zhì)是通過充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)平衡,類似于一個(gè)大型“充電寶”。當(dāng)前,主要的儲(chǔ)能方案是采用抽水蓄能,用電低谷時(shí)通過電力將水從下水庫(kù)抽至上水庫(kù),用電高峰再放水發(fā)電。在不同的儲(chǔ)能技術(shù)路線中,抽水蓄能的技術(shù)最成熟,成本也最低,適合大規(guī)模開發(fā),但由于受地理?xiàng)l件的限制,無(wú)論是開發(fā)潛力,還是增長(zhǎng)空間,都不如這幾年漲速更快的新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。而在新能源陣營(yíng)里,由于光伏對(duì)儲(chǔ)能的需求更高,以及考慮到成本問題,目前通行的做法是光伏企業(yè)配備電化學(xué)儲(chǔ)能。
電化學(xué)儲(chǔ)能有多流行?
從一組對(duì)比強(qiáng)烈的數(shù)字中可以找到答案。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CNESA)數(shù)據(jù)顯示,截至2020年底,在全球已投運(yùn)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)中,雖然抽水蓄能占的份額最大,為172.5吉瓦(1吉瓦=100萬(wàn)千瓦),但增速極低,同比增長(zhǎng)只有0.9%;而全球電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模只有14.2吉瓦,但同比增長(zhǎng)高達(dá)49.6%。
中國(guó)是全球最大的電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng),2020年首次次超過美國(guó),在全球市場(chǎng)的占有率達(dá)到了33%。2015~2020年,中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)復(fù)合增長(zhǎng)率超過80%,2020年電化學(xué)儲(chǔ)能的同比增長(zhǎng)甚至達(dá)到了91.2%。如果說全球電化學(xué)儲(chǔ)能還只是在高速路上奔跑,中國(guó)的電化學(xué)儲(chǔ)能是在“飛”。
但就在2019年,中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能增速還只有59.4%。2020年究竟發(fā)生了什么?
2020年上半年的一天,山東省某光伏開發(fā)企業(yè)董事長(zhǎng)王楊突然被叫去參加了一個(gè)會(huì)議。會(huì)議由山東省能源局組織,國(guó)網(wǎng)山東的人也在,王楊發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)匾恍敖械蒙咸?hào)”的新能源企業(yè)悉數(shù)到場(chǎng)。省能源局的人說,最近,山東電網(wǎng)的調(diào)峰功能已經(jīng)急劇惡化,當(dāng)下迫切要解決的是電網(wǎng)不穩(wěn)定、不平衡的問題。
王楊一聽就明白了,這個(gè)“解決方案”就是“新能源+儲(chǔ)能”。果然,幾個(gè)月后,2020年6月5日,國(guó)網(wǎng)山東發(fā)布要求,2020年山東參與競(jìng)價(jià)的光伏電站項(xiàng)目,“儲(chǔ)能配置規(guī)模要按項(xiàng)目裝機(jī)容量的20%考慮,儲(chǔ)能時(shí)間2小時(shí)”。到了2021年2月,山東省能源局再度發(fā)文規(guī)定,配套比例“原則上不低于10%”,在措辭上更加強(qiáng)硬。
實(shí)際上,此前,電網(wǎng)一般會(huì)與新能源開發(fā)商在私下里達(dá)成協(xié)議,規(guī)定配置儲(chǔ)能可以優(yōu)先并網(wǎng),這是業(yè)內(nèi)不成文的慣例。但從2020年下半年開始,多地的政府和省網(wǎng)公司將這一條件擺到了臺(tái)面上,紛紛在新能源競(jìng)價(jià)的招標(biāo)方案中寫明配置儲(chǔ)能的比例。
比如,國(guó)網(wǎng)湖南2020年3月23日發(fā)布規(guī)定,要求儲(chǔ)能項(xiàng)目與省內(nèi)風(fēng)電項(xiàng)目同步投產(chǎn),配置比例為20%,時(shí)長(zhǎng)為2小時(shí)。三天以后,內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局也在《2020年光伏發(fā)電項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)配置方案》中寫明:優(yōu)先支持光伏+儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè),光伏電站儲(chǔ)能容量不低于5%,儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)在1小時(shí)以上。此后,河南、山西、新疆、河北、江西等地也相繼發(fā)文。
記者統(tǒng)計(jì)各省區(qū)政策發(fā)現(xiàn),2020年,全國(guó)先后有17個(gè)省市區(qū)出臺(tái)了相關(guān)政策,而進(jìn)入2021年以來(lái),至今已有20個(gè)省市區(qū)提出了“風(fēng)光儲(chǔ)一體化”。各大央企、國(guó)企,以及部分民企紛紛布局,比如,國(guó)家能源集團(tuán)2021年新開發(fā)了五個(gè)一體化項(xiàng)目,華能集團(tuán)有八個(gè)新項(xiàng)目,其中包括位于安徽蒙城的“風(fēng)光儲(chǔ)一體化新能源基地”,總規(guī)模達(dá)到2吉瓦。目前,各省區(qū)的儲(chǔ)能配置比例基本都在5%~20%之間,一般要求儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為2小時(shí)。
從各地規(guī)定來(lái)看,大部分地區(qū)新能源“強(qiáng)配”儲(chǔ)能措施由暗到明,到2021年成為大勢(shì)所趨。
中國(guó)新能源電力投融資聯(lián)盟秘書長(zhǎng)彭澎對(duì)《中國(guó)新聞周刊》指出,各地統(tǒng)一要求“強(qiáng)配”儲(chǔ)能,主要是為了解決風(fēng)光難以消納的問題。
截至2020年底,全國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到9.34億千瓦,占全部發(fā)電裝機(jī)的42.5%,但同期,可再生能源發(fā)電量只有2.2萬(wàn)億千瓦時(shí),占全部發(fā)電量的29.1%!翱稍偕茉吹难b機(jī)規(guī)模特別大,但是發(fā)電量很小!睆B門科華數(shù)能科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)陳超對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說。
陳超指出,今年各地頻頻的“拉閘限電”和全國(guó)范圍內(nèi)的電力缺口,其實(shí)反映出風(fēng)光等新能源并沒有充分承擔(dān)起在電力系統(tǒng)中的責(zé)任。而在“雙碳”目標(biāo)下,國(guó)家提出要加快構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)。而儲(chǔ)能作為一種重要的電網(wǎng)靈活性調(diào)節(jié)資源,它的發(fā)展制約著更高比例和更大規(guī)?稍偕茉吹牟⒕W(wǎng)進(jìn)度。簡(jiǎn)而言之,如果儲(chǔ)能“跟不上”,新能源裝機(jī)量再大,實(shí)際發(fā)電量也上不來(lái)。
再以山東為例,該省過去曾因煤炭消費(fèi)占比高、煤電裝機(jī)占比高的“兩高”問題被批評(píng),因此近幾年積極發(fā)展新能源。截至2021年9月底,山東光伏裝機(jī)達(dá)2868萬(wàn)千瓦,居全國(guó)第一,但山東電網(wǎng)的靈活性調(diào)節(jié)資源卻不足1%,遠(yuǎn)低于全國(guó)6%的平均水平。
在2021年4月舉辦的第十屆儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)開幕式上,國(guó)家電網(wǎng)公司總工程師陳國(guó)平強(qiáng)調(diào),2030年中國(guó)要想實(shí)現(xiàn)12億千瓦的新能源裝機(jī)容量,至少需要匹配2億千瓦的儲(chǔ)能。目前我國(guó)的抽水蓄能裝機(jī)在4000萬(wàn)千瓦左右,受制于建設(shè)周期,到2030年我國(guó)抽蓄電站裝機(jī)最多只能達(dá)到1億千瓦。
“那么,剩下的1億千瓦的儲(chǔ)能要怎么實(shí)現(xiàn)?”
商業(yè)模式困境
陳國(guó)平拋出的疑問,王楊也在思考。他并非不知道儲(chǔ)能對(duì)山東的重要性,但站在企業(yè)角度,如果從儲(chǔ)能中“賺不來(lái)錢”,則沒有動(dòng)力主動(dòng)去配,而如果企業(yè)一直不配,消納問題就難以解決。他理解政策要求“強(qiáng)配”儲(chǔ)能背后的無(wú)奈,但問題是,也別讓我們虧太多!彼f。
王楊為自己算了一筆賬,建一個(gè)光伏電站,比較理想的情況下,收益率“能達(dá)到10%就已經(jīng)不錯(cuò)了”,大約需要10年來(lái)收回成本,如果再配上20%的儲(chǔ)能,投資成本會(huì)再增加10%~20%,收益率也隨之從10%降到了6%~7%。
根據(jù)山東電力工程咨詢研究院裴善鵬等人在一篇論文中的最新測(cè)算,如果建設(shè)一個(gè)500兆瓦的新能源項(xiàng)目,按照20%、時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)的儲(chǔ)能配比要求,直接投資將增加 4 億元,共增加成本6.7億元。
2021年是“風(fēng)光平價(jià)”元年,風(fēng)光的電價(jià)補(bǔ)貼時(shí)代已經(jīng)在2020年底結(jié)束,現(xiàn)在,風(fēng)電和光電執(zhí)行的是燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià),相當(dāng)于要和火電在同一個(gè)起跑線上去競(jìng)爭(zhēng)。在這樣的背景下,原本光伏企業(yè)的日子就不好過,強(qiáng)配儲(chǔ)能政策更是雪上加霜,讓他們的利潤(rùn)空間進(jìn)一步壓縮。在成本的壓力下,王楊還觀察到,近幾年新能源的項(xiàng)目越來(lái)越向大型的央企、國(guó)企集聚,民營(yíng)光伏企業(yè)只能在“夾縫中艱難生存”。
王楊的糾結(jié)指向一個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)多年的痛點(diǎn):缺乏有效的商業(yè)模式。
目前,光伏企業(yè)在儲(chǔ)能這塊的主要收入來(lái)源是提供調(diào)峰服務(wù)。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的特性是必須保持實(shí)時(shí)平衡,發(fā)出的電和使用的電同步,所以發(fā)電機(jī)組需要不斷改變出力來(lái)適應(yīng)時(shí)刻變化的用戶負(fù)荷,這就是調(diào)峰,也就是一種短時(shí)電力調(diào)節(jié)。
儲(chǔ)能參與調(diào)峰的“收入”在各省雖有差異,但都在1元/kWh(千瓦時(shí))以下,且?guī)讉(gè)報(bào)價(jià)較高的省份還進(jìn)一步下調(diào)了價(jià)格,比如青海2020年12月將儲(chǔ)能調(diào)峰每度電的補(bǔ)償價(jià)格由0.7元下調(diào)至0.5元,湖南也在同期從0.5元/kWh降至0.2元/kWh。山東的儲(chǔ)能有償調(diào)峰報(bào)價(jià)上限只有0.4元/kWh。
華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授袁家海對(duì)《中國(guó)新聞周刊》指出,按照目前的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)沒有動(dòng)力提供調(diào)峰服務(wù),“怎么算都不劃算”。因?yàn)閮?chǔ)能電池一度電的儲(chǔ)存成本在0.5~0.6元,如果再加上它的運(yùn)行成本和能量損耗,成本要到0.8~0.9元/kWh,大部分的調(diào)峰補(bǔ)償價(jià)格都比這個(gè)數(shù)字要低!拔胰セ鶎恿私鈨(chǔ)能項(xiàng)目運(yùn)行的實(shí)際情況,由于缺乏經(jīng)濟(jì)性,大部分儲(chǔ)能項(xiàng)目都寧可趴著曬太陽(yáng),也不愿意調(diào)用來(lái)參與調(diào)峰!彼f。
但即使補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)提高,專家指出,解決儲(chǔ)能商業(yè)化問題的關(guān)鍵,也并非如此簡(jiǎn)單。
在中國(guó),調(diào)峰市場(chǎng)屬于電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的一部分。所謂“輔助”,是在正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外,為了維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行而提供的額外服務(wù)。我國(guó)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的交易品種包括調(diào)峰、調(diào)頻、備用、自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)、無(wú)功調(diào)節(jié)、備用和黑啟動(dòng)服務(wù)等。2020年,中國(guó)已有22個(gè)省啟動(dòng)電力輔助服務(wù)市場(chǎng),但都在市場(chǎng)建設(shè)初期,主要的交易品種就是調(diào)峰,部分地區(qū)輔以調(diào)頻。
但在外國(guó)的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)中,并沒有調(diào)峰這項(xiàng)服務(wù)。袁家海解釋說,在美國(guó),實(shí)時(shí)電價(jià)的變化會(huì)自然而然地引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)去主動(dòng)參與調(diào)峰,讓發(fā)電系統(tǒng)“平滑”出力,不需要一個(gè)額外的調(diào)峰產(chǎn)品。
因此,調(diào)峰輔助服務(wù)是在電價(jià)還沒有完全放開的中國(guó)的特色產(chǎn)品。長(zhǎng)期關(guān)注中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)和政策的埃信華邁高級(jí)研究分析師梅根·詹金斯對(duì)《中國(guó)新聞周刊》指出,中國(guó)的調(diào)峰市場(chǎng)是在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)實(shí)施之前的一種提供平衡功能的過渡性市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)下,中國(guó)的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)改革剛剛起步,只有廣東、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等八個(gè)地區(qū)是試點(diǎn),大部分省還是以“計(jì)劃電量+中長(zhǎng)期合同電量”為基礎(chǔ),實(shí)時(shí)電價(jià)沒有放開。在浙江和廣東,都已經(jīng)不再有調(diào)峰市場(chǎng)。
在袁家?磥(lái),只有建立了成熟的電力現(xiàn)貨市場(chǎng),并且市場(chǎng)上有非常敏銳的價(jià)格信號(hào)時(shí),儲(chǔ)能的商業(yè)模式才能走通,“比如通過峰谷電價(jià)套利,每度電可以有0.2~0.3元的利潤(rùn),如果再算上參與調(diào)頻等輔助服務(wù)的收益,企業(yè)就更有動(dòng)力了!
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(zhǎng)俞振華指出,目前我國(guó)儲(chǔ)能設(shè)施的系統(tǒng)性成本與收益,以及相關(guān)受益主體尚未得到詳細(xì)且明晰的評(píng)估,成本也未疏導(dǎo)至“肇事方”或受益主體,導(dǎo)致政策的有效性和可持續(xù)性較差。應(yīng)推動(dòng)建立合理的成本疏導(dǎo)機(jī)制,按照“誰(shuí)收益,誰(shuí)付費(fèi)”以及“誰(shuí)肇事,誰(shuí)付費(fèi)”的原則。
此外,到目前為止,政府對(duì)儲(chǔ)能的補(bǔ)貼僅限于少數(shù)地方層面的政策,而在國(guó)家層面一直沒有對(duì)儲(chǔ)能發(fā)放補(bǔ)貼。梅根·詹金斯指出,從政策設(shè)置來(lái)看,國(guó)家一直強(qiáng)調(diào)要使用“基于市場(chǎng)的機(jī)制”來(lái)補(bǔ)償儲(chǔ)能。從一開始,這就和風(fēng)光“大規(guī)模補(bǔ)貼”的政策邏輯不同。但問題在于,在缺乏足夠市場(chǎng)環(huán)境的背景下,這種對(duì)儲(chǔ)能市場(chǎng)化的“一廂情愿”的希冀是否能夠?qū)崿F(xiàn)?
今年7月,國(guó)家發(fā)改委、能源局兩部門聯(lián)合發(fā)文稱,探索將電網(wǎng)替代性儲(chǔ)能設(shè)施成本收益納入輸配電價(jià)回收!斑@意味著,國(guó)家在政策上釋放出一個(gè)信號(hào),可能未來(lái)會(huì)把這個(gè)事放開!标惓f。
作者:霍思伊 來(lái)源:中國(guó)新聞周刊
責(zé)任編輯:jianping