平價(jià)可再生能源提升電力現(xiàn)貨市場(chǎng)儲(chǔ)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(qū)嚴(yán)重的棄電問題帶動(dòng)了國內(nèi)一部分發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需求。但由于近年來可再生能源補(bǔ)貼水平不斷下降和消納問題逐步緩解，單純依賴棄電消納的發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能商業(yè)模式難以為繼。隨著光伏發(fā)電、風(fēng)電在未來2~3年陸續(xù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)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(cè)可再生能源的調(diào)峰需求傳遞至系統(tǒng)側(cè)，進(jìn)而提升儲(chǔ)能在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的應(yīng)用價(jià)值。

　　

　　一直以來，以電力現(xiàn)貨市場(chǎng)為重點(diǎn)之一的電力體制改革一直被認(rèn)為將開辟儲(chǔ)能應(yīng)用新場(chǎng)景。由于電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)瞬息變化，基于經(jīng)濟(jì)調(diào)度的日前、實(shí)時(shí)現(xiàn)貨市場(chǎng)將導(dǎo)致電能在不同時(shí)刻的價(jià)格差異，也形成了儲(chǔ)能充放電的激勵(lì)信號(hào)。然而，以目前價(jià)格波動(dòng)水平，現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)差對(duì)儲(chǔ)能的吸引力卻十分有限。國內(nèi)八個(gè)現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)已全面進(jìn)入結(jié)算試運(yùn)行階段，以廣東省為例，試運(yùn)行結(jié)算(6月22日)的日前現(xiàn)貨市場(chǎng)平均節(jié)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(jié)點(diǎn)(含線路阻塞)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(fèi)用、政府基金等為固定價(jià)格，用戶購電峰谷差價(jià)亦在0.4元/千瓦時(shí)以下，遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)啬夸涬妰r(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(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格曲線，國外相對(duì)成熟電力市場(chǎng)對(duì)此開展了較為系統(tǒng)的定量研究。根據(jù)勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室(LBNL)針對(duì)美國四個(gè)區(qū)域電力市場(chǎng)的分析，當(dāng)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(qū)域現(xiàn)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(duì)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(jī)比例30%和10%)現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)增幅可達(dá)6.6倍。但需要說明的是，在加劇電價(jià)波動(dòng)的同時(shí)，運(yùn)營成本較低的可再生能源發(fā)電也有拉低現(xiàn)貨市場(chǎng)平均出清價(jià)格的趨勢(shì)。同樣以上述四個(gè)地區(qū)為例，高可再生能源滲透率下現(xiàn)貨市場(chǎng)平均價(jià)格降幅在20%~40%之間。按照當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)，2030年我國風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)量大概率超過10億千瓦，其在發(fā)電總裝機(jī)中的比重也將突破40%。若簡單套用LBNL案例結(jié)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(xiàn)貨市場(chǎng)峰谷價(jià)差2倍左右，其對(duì)儲(chǔ)能的吸引力將與當(dāng)前用戶側(cè)峰谷電價(jià)套利相當(dāng)。

　　

　　當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)較高的可再生能源滲透率并非一蹴而就，且未來由可再生能源帶來的現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)也可能由售電商傳導(dǎo)至零售側(cè)。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)降低用戶側(cè)儲(chǔ)能的收益水平，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，用戶側(cè)峰谷電價(jià)套利仍將是儲(chǔ)能最重要的能量型應(yīng)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(fù)荷存在小時(shí)內(nèi)的明顯波動(dòng)，以小時(shí)為單位的現(xiàn)貨市場(chǎng)仍然難以充分反映系統(tǒng)供需的實(shí)際狀況，高滲透率可再生能源也因此意味著更多輔助服務(wù)需求。國家能源局《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場(chǎng))機(jī)制工作方案》明確了我國電力輔助服務(wù)補(bǔ)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(xiàn)貨交易試點(diǎn)，開展電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)。目前，國家已批復(fù)東北、福建、山東、山西、新疆、寧夏、廣東、甘肅等地開展輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作。隨著電力輔助服務(wù)試點(diǎn)范圍不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)化輔助服務(wù)共享和分擔(dān)機(jī)制正在形成，儲(chǔ)能也被鼓勵(lì)參與提供電力輔助服務(wù)。目前各試點(diǎn)地區(qū)的調(diào)頻輔助服務(wù)的報(bào)價(jià)/出清價(jià)格區(qū)間集中在5~10元/兆瓦。假設(shè)每次調(diào)頻持續(xù)時(shí)長為30秒，則儲(chǔ)能參與調(diào)頻單位千瓦時(shí)充放電的潛在收益就將超過1元，明顯高于用戶側(cè)和現(xiàn)貨市場(chǎng)移峰填谷的收益水平。

　　

　　然而，相比電能量現(xiàn)貨市場(chǎng)和負(fù)荷側(cè)峰谷電價(jià)調(diào)節(jié)，調(diào)頻輔助服務(wù)的市場(chǎng)空間相對(duì)有限。特別是隨著儲(chǔ)能等靈活性資源越來越多進(jìn)入調(diào)頻市場(chǎng)，調(diào)頻服務(wù)或出現(xiàn)供大于求的情況，其價(jià)格也將因此受到影響。近年來山西等地調(diào)頻輔助服務(wù)價(jià)格下滑與當(dāng)?shù)貎?chǔ)能項(xiàng)目頻繁上馬不無關(guān)系。但滲透率不斷提高的波動(dòng)性可再生能源將帶來新一輪電力輔助服務(wù)需求。同樣參考LBNL案例分析結(jié)果，當(dāng)波動(dòng)性可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量占比提升至40%時(shí)，四個(gè)區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)的價(jià)格將有2~9倍的增幅。可見，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(bǔ)償單價(jià)最高的儲(chǔ)能應(yīng)用模式。

　　

　　市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模式創(chuàng)新釋放儲(chǔ)能應(yīng)用潛力

　　

　　合理的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)可以吸引更多高品質(zhì)、低成本靈活性資源參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)，在降低清潔能源轉(zhuǎn)型成本的同時(shí)，也為儲(chǔ)能營造更多元的應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)比發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)，系統(tǒng)側(cè)儲(chǔ)能可直接響應(yīng)調(diào)度指令，其參與現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的門檻和復(fù)雜程度更低。但市場(chǎng)機(jī)制的完善并非朝夕之間，圍繞現(xiàn)有峰谷目錄電價(jià)的用戶側(cè)儲(chǔ)能仍然是近期大多數(shù)儲(chǔ)能項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)選擇。另一方面，若未來批發(fā)與零售市場(chǎng)充分銜接，用戶側(cè)儲(chǔ)能理論上同樣能夠參與批發(fā)市場(chǎng)，提供與系統(tǒng)側(cè)儲(chǔ)能相似的充放電服務(wù)，繼而實(shí)現(xiàn)在不同應(yīng)用場(chǎng)景間的價(jià)值疊加。

　　

　　不可否認(rèn)，當(dāng)前用戶側(cè)儲(chǔ)能面臨高成本和降電價(jià)的雙重壓力。雖然儲(chǔ)能電池、PCS等硬件成本正在快速下降，但用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目設(shè)計(jì)、控制軟件、安裝調(diào)試、場(chǎng)地租賃、安全保障等周邊成本同樣不容忽視。用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，加之相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚不清晰，導(dǎo)致項(xiàng)目的可復(fù)制性低，非技術(shù)環(huán)節(jié)的降本難度大。因此，除繼續(xù)降低硬件成本外，未來用戶側(cè)儲(chǔ)能的市場(chǎng)突破還有賴于商業(yè)模式的創(chuàng)新，例如通過儲(chǔ)能產(chǎn)品的模塊化最大程度發(fā)揮電池在用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景下的規(guī)模效應(yīng)。而標(biāo)準(zhǔn)化的儲(chǔ)能產(chǎn)品有助于在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、控制軟件、安裝調(diào)試等多個(gè)環(huán)節(jié)簡化流程，最終以即插即用方式降低用戶側(cè)儲(chǔ)能的綜合成本。

　　

　　展望未來，不論是在用戶側(cè)還是系統(tǒng)側(cè)，儲(chǔ)能在高滲透率可再生能源系統(tǒng)中都可憑借輔助服務(wù)獲得更高經(jīng)濟(jì)回報(bào)。但目前儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)仍存在多重阻礙，需在體制機(jī)制、市場(chǎng)規(guī)則和基礎(chǔ)設(shè)施方面做出調(diào)整。在體制機(jī)制層面，應(yīng)首先明確儲(chǔ)能作為靈活性資源的核心價(jià)值，同時(shí)通過機(jī)制創(chuàng)新使電力系統(tǒng)中各類靈活性資源價(jià)值得以合理體現(xiàn)。在市場(chǎng)規(guī)則方面，應(yīng)將荷電狀態(tài)、容量邊界等儲(chǔ)能關(guān)鍵參數(shù)納入輔助服務(wù)市場(chǎng)報(bào)價(jià)過程，在最小接入功率、最短放電時(shí)間等方面盡可能降低儲(chǔ)能準(zhǔn)入門檻，使儲(chǔ)能得以無縫地納入現(xiàn)有市場(chǎng)交易與調(diào)度規(guī)則。在基礎(chǔ)設(shè)施方面，應(yīng)加快配電網(wǎng)升級(jí)，在繼電保護(hù)、檢修規(guī)程、計(jì)量結(jié)算、數(shù)據(jù)通訊等方面為未來用戶側(cè)儲(chǔ)能的大面積接入營造條件。