平價(jià)可再生能源提升電力現貨市場(chǎng)儲能價(jià)值

　　

　　早期較高的可再生能源上網(wǎng)電價(jià)和部分地區嚴重的棄電問(wèn)題帶動(dòng)了國內一部分發(fā)電側儲能需求。但由于近年來(lái)可再生能源補貼水平不斷下降和消納問(wèn)題逐步緩解，單純依賴(lài)棄電消納的發(fā)電側儲能商業(yè)模式難以為繼。隨著(zhù)光伏發(fā)電、風(fēng)電在未來(lái)2~3年陸續實(shí)現發(fā)電側全面平價(jià)，大量平價(jià)可再生能源參與電力市場(chǎng)交易將把發(fā)電側可再生能源的調峰需求傳遞至系統側，進(jìn)而提升儲能在電力現貨市場(chǎng)中的應用價(jià)值。

　　

　　一直以來(lái)，以電力現貨市場(chǎng)為重點(diǎn)之一的電力體制改革一直被認為將開(kāi)辟儲能應用新場(chǎng)景。由于電力系統運行的實(shí)時(shí)狀態(tài)瞬息變化，基于經(jīng)濟調度的日前、實(shí)時(shí)現貨市場(chǎng)將導致電能在不同時(shí)刻的價(jià)格差異，也形成了儲能充放電的激勵信號。然而，以目前價(jià)格波動(dòng)水平，現貨市場(chǎng)價(jià)差對儲能的吸引力卻十分有限。國內八個(gè)現貨市場(chǎng)試點(diǎn)已全面進(jìn)入結算試運行階段，以廣東省為例，試運行結算(6月22日)的日前現貨市場(chǎng)平均節點(diǎn)峰谷電價(jià)差為0.3元/千瓦時(shí)，其中價(jià)格波動(dòng)最明顯節點(diǎn)(含線(xiàn)路阻塞)的峰谷價(jià)差也僅為0.37元/千瓦時(shí)?？紤]到市場(chǎng)交易電量中的輸配電費用、政府基金等為固定價(jià)格，用戶(hù)購電峰谷差價(jià)亦在0.4元/千瓦時(shí)以下，遠低于當地目錄電價(jià)峰谷差水平(0.7元/千瓦時(shí))。

　　

　　大量波動(dòng)性可再生能源參與市場(chǎng)交易將改變現貨市場(chǎng)價(jià)格曲線(xiàn)，國外相對成熟電力市場(chǎng)對此開(kāi)展了較為系統的定量研究。根據勞倫斯伯克利實(shí)驗室(LBNL)針對美國四個(gè)區域電力市場(chǎng)的分析，當波動(dòng)性可再生能源(風(fēng)力、光伏)發(fā)電容量滲透率提升至40%時(shí)，四個(gè)區域現貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)增幅在2~4倍之間。其中，高滲透率光伏對價(jià)格波動(dòng)的影響尤為突出，變化最大的德克薩斯州(光伏發(fā)電、風(fēng)電裝機比例30%和10%)現貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)增幅可達6.6倍。但需要說(shuō)明的是，在加劇電價(jià)波動(dòng)的同時(shí)，運營(yíng)成本較低的可再生能源發(fā)電也有拉低現貨市場(chǎng)平均出清價(jià)格的趨勢。同樣以上述四個(gè)地區為例，高可再生能源滲透率下現貨市場(chǎng)平均價(jià)格降幅在20%~40%之間。按照當前發(fā)展形勢，2030年我國風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機量大概率超過(guò)10億千瓦，其在發(fā)電總裝機中的比重也將突破40%。若簡(jiǎn)單套用LBNL案例結果，綜合考慮價(jià)格波動(dòng)增幅和平均價(jià)格降幅，可再生能源仍將提升現貨市場(chǎng)峰谷價(jià)差2倍左右，其對儲能的吸引力將與當前用戶(hù)側峰谷電價(jià)套利相當。

　　

　　當然，實(shí)現較高的可再生能源滲透率并非一蹴而就，且未來(lái)由可再生能源帶來(lái)的現貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)也可能由售電商傳導至零售側。因此，單從峰谷價(jià)差的角度看，可再生能源滲透率的提升并不會(huì )降低用戶(hù)側儲能的收益水平，在相當長(cháng)的一段時(shí)間內，用戶(hù)側峰谷電價(jià)套利仍將是儲能最重要的能量型應用場(chǎng)景。

　　

　　高滲透率可再生能源拉動(dòng)輔助服務(wù)市場(chǎng)需求

　　

　　由于波動(dòng)性可再生能源和負荷存在小時(shí)內的明顯波動(dòng)，以小時(shí)為單位的現貨市場(chǎng)仍然難以充分反映系統供需的實(shí)際狀況，高滲透率可再生能源也因此意味著(zhù)更多輔助服務(wù)需求。國家能源局《完善電力輔助服務(wù)補償(市場(chǎng))機制工作方案》明確了我國電力輔助服務(wù)補償(市場(chǎng))的三個(gè)實(shí)施階段，其中第三階段(2019年～2020年)需配合現貨交易試點(diǎn)，開(kāi)展電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設。目前，國家已批復東北、福建、山東、山西、新疆、寧夏、廣東、甘肅等地開(kāi)展輔助服務(wù)市場(chǎng)建設試點(diǎn)工作。隨著(zhù)電力輔助服務(wù)試點(diǎn)范圍不斷擴大，市場(chǎng)化輔助服務(wù)共享和分擔機制正在形成，儲能也被鼓勵參與提供電力輔助服務(wù)。目前各試點(diǎn)地區的調頻輔助服務(wù)的報價(jià)/出清價(jià)格區間集中在5~10元/兆瓦。假設每次調頻持續時(shí)長(cháng)為30秒，則儲能參與調頻單位千瓦時(shí)充放電的潛在收益就將超過(guò)1元，明顯高于用戶(hù)側和現貨市場(chǎng)移峰填谷的收益水平。

　　

　　然而，相比電能量現貨市場(chǎng)和負荷側峰谷電價(jià)調節，調頻輔助服務(wù)的市場(chǎng)空間相對有限。特別是隨著(zhù)儲能等靈活性資源越來(lái)越多進(jìn)入調頻市場(chǎng)，調頻服務(wù)或出現供大于求的情況，其價(jià)格也將因此受到影響。近年來(lái)山西等地調頻輔助服務(wù)價(jià)格下滑與當地儲能項目頻繁上馬不無(wú)關(guān)系。但滲透率不斷提高的波動(dòng)性可再生能源將帶來(lái)新一輪電力輔助服務(wù)需求。同樣參考LBNL案例分析結果，當波動(dòng)性可再生能源發(fā)電裝機容量占比提升至40%時(shí)，四個(gè)區域調頻輔助服務(wù)的價(jià)格將有2~9倍的增幅?？梢?jiàn)，大量波動(dòng)性可再生能源融入電網(wǎng)將同時(shí)推高電能量市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng)性和輔助服務(wù)的價(jià)格水平。換言之，在高滲透率可再生能源背景下，電力輔助服務(wù)仍是補償單價(jià)最高的儲能應用模式。

　　

　　市場(chǎng)機制和商業(yè)模式創(chuàng )新釋放儲能應用潛力

　　

　　合理的市場(chǎng)機制設計可以吸引更多高品質(zhì)、低成本靈活性資源參與電力系統調節，在降低清潔能源轉型成本的同時(shí)，也為儲能營(yíng)造更多元的應用場(chǎng)景。對比發(fā)電側和用戶(hù)側，系統側儲能可直接響應調度指令，其參與現貨電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的門(mén)檻和復雜程度更低。但市場(chǎng)機制的完善并非朝夕之間，圍繞現有峰谷目錄電價(jià)的用戶(hù)側儲能仍然是近期大多數儲能項目的現實(shí)選擇。另一方面，若未來(lái)批發(fā)與零售市場(chǎng)充分銜接，用戶(hù)側儲能理論上同樣能夠參與批發(fā)市場(chǎng)，提供與系統側儲能相似的充放電服務(wù)，繼而實(shí)現在不同應用場(chǎng)景間的價(jià)值疊加。

　　

　　不可否認，當前用戶(hù)側儲能面臨高成本和降電價(jià)的雙重壓力。雖然儲能電池、PCS等硬件成本正在快速下降，但用戶(hù)側儲能項目設計、控制軟件、安裝調試、場(chǎng)地租賃、安全保障等周邊成本同樣不容忽視。用戶(hù)側儲能應用環(huán)境復雜，加之相關(guān)標準尚不清晰，導致項目的可復制性低，非技術(shù)環(huán)節的降本難度大。因此，除繼續降低硬件成本外，未來(lái)用戶(hù)側儲能的市場(chǎng)突破還有賴(lài)于商業(yè)模式的創(chuàng )新，例如通過(guò)儲能產(chǎn)品的模塊化最大程度發(fā)揮電池在用戶(hù)側儲能應用場(chǎng)景下的規模效應。而標準化的儲能產(chǎn)品有助于在項目設計、控制軟件、安裝調試等多個(gè)環(huán)節簡(jiǎn)化流程，最終以即插即用方式降低用戶(hù)側儲能的綜合成本。

　　

　　展望未來(lái)，不論是在用戶(hù)側還是系統側，儲能在高滲透率可再生能源系統中都可憑借輔助服務(wù)獲得更高經(jīng)濟回報。但目前儲能參與輔助服務(wù)仍存在多重阻礙，需在體制機制、市場(chǎng)規則和基礎設施方面做出調整。在體制機制層面，應首先明確儲能作為靈活性資源的核心價(jià)值，同時(shí)通過(guò)機制創(chuàng )新使電力系統中各類(lèi)靈活性資源價(jià)值得以合理體現。在市場(chǎng)規則方面，應將荷電狀態(tài)、容量邊界等儲能關(guān)鍵參數納入輔助服務(wù)市場(chǎng)報價(jià)過(guò)程，在最小接入功率、最短放電時(shí)間等方面盡可能降低儲能準入門(mén)檻，使儲能得以無(wú)縫地納入現有市場(chǎng)交易與調度規則。在基礎設施方面，應加快配電網(wǎng)升級，在繼電保護、檢修規程、計量結算、數據通訊等方面為未來(lái)用戶(hù)側儲能的大面積接入營(yíng)造條件。