上海市電池儲能電站發(fā)展扶持政策研究

電池儲能電站發(fā)展扶持政策研究課題組

課題組成員：俞國勤 張 宇 施明融 楊青林 褚 燕 楊小明 楊建華 楊錦成 畢毓良 張開利

隨著現(xiàn)代電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，儲能技術(shù)作為智能電網(wǎng)發(fā)展的重要部分、電網(wǎng)運行過程中“采－發(fā)－輸－配－用－儲”六大環(huán)節(jié)中的重要組成環(huán)節(jié)，其應用越來越受到重視。儲能可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理，減小晝夜間峰谷差，平整負荷；可以提高電力設備利用率，降低供電成本；還可以促進新能源的利用；同時也是提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率、補償負荷波動的技術(shù)手段。對于上海這樣的特大型城市而言，推廣使用電池儲能電站的需求更為迫切，除了上述好處之外，還可以產(chǎn)生巨大的系統(tǒng)節(jié)能減排效應。我們期待政府和社會各方更加重視電池儲能電站的發(fā)展應用。

《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》和《上海中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》都對大容量儲能技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化提出了明確的發(fā)展目標。我國電池儲能產(chǎn)業(yè)正處在起步階段，儲能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化模式尚未成形。儲能技術(shù)的發(fā)展，迫切需要扶持政策配套。如實施分時電價，合理拉開不同供需時段的電價，以吸引更多的市場投資參與，推動儲能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1 上海市電池儲能電站發(fā)展前景分析

上海城市用電狀況及趨勢從長期看，隨著上海服務型經(jīng)濟發(fā)展和居民生活不斷改善，將呈現(xiàn)電網(wǎng)峰谷差增長大于用電負荷增長，用電負荷增長大于用電量增長的總趨勢，由此對電網(wǎng)運營帶來各種負面影響。

1）上海市用電的新趨勢

上海電力系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)大容量、大機組、超高壓、負荷密集等特征。電網(wǎng)運行“兩高一低”（峰谷差高、季節(jié)差高、負荷率低）的大都市用電負荷特征愈益明顯。十一五期間，上海全社會用電量年均增長7%（見圖1），用電最高負荷年均增長11%（見圖2），雖然經(jīng)過“有序用電”的控制，年均最大峰谷差仍然達到7.9%。2011年日最大峰谷差上升到41.2%（見圖3）。

上述特點引發(fā)了上海電力系統(tǒng)運行安全、經(jīng)濟性等一系列隱患，必須要有有效的應對措施。

2）上海電網(wǎng)發(fā)展面臨的新問題

由于土地資源短缺及對于能源消費總量控制，本地電源的發(fā)展和能力的發(fā)揮，受到嚴重制約；外來電的不斷增長，本地調(diào)峰壓力不斷增加，調(diào)峰能力嚴重不足的弊病日益顯露。

圖1 上海電力消費量與年增速

“十一五”期間，上海目前已基本形成了800 k V特高壓受電結(jié)構(gòu)和500 k V雙環(huán)網(wǎng)網(wǎng)架，實現(xiàn)了7個220 k V獨立分區(qū)運行。上海地區(qū)將先后有金沙江和三滬I I回兩個直流項目落地，容量約980萬kW，屆時上海地區(qū)將有約1400萬kW的直流輸入電源落地，成績斐然。但是外來水電與核電，基本不承擔調(diào)峰任務，市內(nèi)大電機組的調(diào)峰壓力越來越大，調(diào)峰能力不足。

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)升級改造模式下（即電網(wǎng)設備容量隨用電負荷增長而增長），由于城市土地資源稀缺、用地越益緊張，改造成本日漸提高，供電能力的增長速度仍然落后于電力負荷增長的速度。這樣就造成發(fā)、輸、配等環(huán)節(jié)設備容量規(guī)模隨年最大負荷的提高而增大，但設備的年最大負荷利用小時數(shù)卻在不斷減少，降低了電力投資的經(jīng)濟性。

3）城市電網(wǎng)供電可靠性的新要求

上海中心城區(qū)負荷密度高，覆蓋范圍廣。660 km2中心城區(qū)的負荷密度高達1.8萬kW/km2，其中內(nèi)環(huán)線內(nèi)110 km2地區(qū)的負荷密度超過4萬kW/km2，小陸家嘴、黃浦商圈、虹橋開發(fā)區(qū)等局部地區(qū)負荷密度甚至超過10萬kW/km2。

隨著居民生活水平的提高，用電負荷的不斷增長，用戶用電供需矛盾日趨凸出。上海普通居民每戶配置容量僅4 kW，與香港每戶20 kW、南京每戶8 kW的配置比較相形見絀。當前上海居民家用電器數(shù)量不斷增長，電動汽車已經(jīng)上市，預計用電需求將繼續(xù)增長。對于用戶容量配置必須有前瞻性準備。

全市重要電力用戶中，單電源用戶和供電電源來自同一上級變電站的仍然占有相當比例。在用戶受電通道安全性存在不定因素的情況下，必須完善供電側(cè)的電源配置方案，加強供電可靠性。

為應對上述各項經(jīng)濟社會新發(fā)展對電力系統(tǒng)帶來的新挑戰(zhàn)，除了繼續(xù)發(fā)揮現(xiàn)有設備的既有潛力之外，加快建設電池儲能電站是十分緊迫而可行的應對措施，

2 上海市電池儲能容量需求分析

自2001年以來（除2003年），全年大于97%最高用電負荷出現(xiàn)天數(shù)均小于10天，近三年全年大于97%最高用電負荷出現(xiàn)天數(shù)降至5天左右。為了滿足全年不到10 h的最高負荷區(qū)間的用電，上海電網(wǎng)每年要投入巨資。

2012年上海市全年最大用電負荷約為2600余萬kW，靠近最高負荷的3%區(qū)間，有78～80萬kW。如果該尖峰負荷由既有抽水蓄能承擔1/2，調(diào)峰電廠承擔1/4，則需要新建儲能系統(tǒng)承擔剩余的1/4，約20萬kW的負荷。

上海對儲能系統(tǒng)市場需求主要來自上海市落地儲能電站、高可靠性供電需求、新能源接入這三部分的儲能需求，扣除重合部分，可以算出上海儲能系統(tǒng)市場容量以及市場經(jīng)濟價值。

1）上海市落地儲能電站需求。

根據(jù)上海電網(wǎng)智能化規(guī)劃提出，“十二五”期間儲能系統(tǒng)的建設目標為800 MW。按削除3%年尖峰負荷800 MW×10 h計算，其中，削除3%年尖峰負荷的50%由集中儲能加頂峰電廠來落實，需求側(cè)響應落實3%年尖峰負荷的25%，剩余25%則由分布式儲能來承擔，因而，該部分需求為每年儲能削峰填谷200 MW，電量2000 MWh。

2）高可靠性供電對儲能系統(tǒng)的需求。

上海電網(wǎng)的敏感負荷占總負荷的10%，對供電有特殊要求的特殊用戶，可依托于儲能系統(tǒng)改善電能質(zhì)量，提高供電可靠性。

3）新能源接入對儲能系統(tǒng)的需求。

根據(jù)儲發(fā)比20%計算，要實現(xiàn)到2020年風能等新能源并網(wǎng)達到2000 MW的目標，儲能系統(tǒng)需求約400 MW左右。

以上三方面對儲能系統(tǒng)需求去除約7%重合部分，可以測算出到2020年上海對儲能系統(tǒng)的需求總量為600～1000MW，按1萬元/kW造價費計算，上海儲能市場投資需要100億元，與其替換的投資打平（即每年為了確保全年大于97%最高用電負荷天數(shù)內(nèi)的電網(wǎng)可靠性和電能質(zhì)量而投入100多億元），完全可以撬動上海的儲能市場，而且市場前景廣闊。如果算上敏感負荷用戶和新能源多發(fā)的收益，總體能夠達到收大于支。

根據(jù)上海國民經(jīng)濟和社會發(fā)展目標，結(jié)合上海歷年的電力負荷情況和上海的國民經(jīng)濟發(fā)展趨勢，2015年上海電網(wǎng)預計最高用電負荷為3712萬kW，年用電量為1715億kWh；2020年最高用電負荷為4750萬kW，年用電量為2184億kWh；2030年最高用電負荷為4890萬kW，年用電量為2252億kWh。儲能系統(tǒng)需承擔的負荷預測結(jié)果見表1與圖4。

3 電池儲能電站經(jīng)濟性分析

1）上海市居民用電電價政策

目前上海市電網(wǎng)對單一制分時電價用戶夏季和非夏季銷售中，針對居民分時用電、且用電分類為不滿1 kV的電度電價，夏季峰時段（6：00～22：00）銷售電價為 0.617元 /kWh，谷時段（22：00～次日 6：00）銷售電價為0.307元/kWh。在2012年7月實施階梯電價后，將城鄉(xiāng)居民用電量劃分為3檔，第一檔電量原則上按照覆蓋本區(qū)域內(nèi)80%居民用戶的戶均用電量確定的0～3120 kWh(含)電價不作調(diào)整，即未分時電價為0.617元/kWh；分時電價高峰時段0.617元/kWh，谷時段0.307元/kWh。

2）儲能電站成本效益分析

表1 未來儲能系統(tǒng)承擔負荷預測 （萬kW）

電力企業(yè)固定資產(chǎn)投資按照20年經(jīng)營期和10年折舊期考慮，自有資金占20%，內(nèi)部收益率按8.55%計，剩余資金采用銀行貸款，按凈資產(chǎn)收益率計算時，凈資產(chǎn)收益率按照高于長期（5年以上）國債利率(5年期國債利率5.32%)2～3個百分點核定。

選取鈉硫電池、液流電池、鋰電池三種類型儲能電站作為測算對象，測算方式參照國家相關(guān)規(guī)定，按凈資產(chǎn)收益率測算。考慮到儲能電站尚處于試點階段，凈資產(chǎn)收益率（IRR）與長期（5年以上）國債利率（5年期國債利率6.55%）相當?shù)臈l件進行。測算條件如表2所示，3種電池的成本測算結(jié)果如表3所示。

對鈉硫電池、液流電池、鋰電池三種類型儲能電站，按容量4000 kWh，運營期20年計算，若要滿足盈虧平衡，即按內(nèi)部收益率6.55%的條件，則電站主體設備的單位投資額應分別控制在1785元/kWh、1502元/kWh和1134元/kWh，與當前電站主體設備的實際單位投資額分別存在1215元/kWh、3498元/kWh和2866元/kWh的差額。換言之，必須彌補上述差額才能達到20年經(jīng)營期年盈虧平衡的目標。

3）上海發(fā)展電池儲能電站的社會效益分析

上海市的社會經(jīng)濟地位決定了上海電網(wǎng)是一個對可靠性和電能質(zhì)量要求極高的電網(wǎng)。隨著城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，第三產(chǎn)業(yè)的比重增加，峰谷差不斷加大，對供電可靠性要求高、負荷峰谷差大的用戶數(shù)量不斷增加，在用戶負荷側(cè)接入電池儲能電站，在節(jié)省容量投資的同時，能夠確保電能質(zhì)量、提高用電可靠性。如果實行峰谷電價，負荷高峰時，用戶利用電池儲能系統(tǒng)減少高價電的購買量，負荷低谷時利用電池儲能系統(tǒng)在電價低時多購電。在這個過程中，用戶可以減少購電費用。

表2 通用測算條件

表3 三類電池儲能電站無贏利經(jīng)濟測算結(jié)果

將電池儲能電站直接接入城市配網(wǎng)，對電網(wǎng)而言，相當于改善了負荷特性,實現(xiàn)電力系統(tǒng)的負荷水平控制；減少了系統(tǒng)備用容量的需求，減少了系統(tǒng)中的調(diào)峰調(diào)頻機組的需求，減輕了高峰負荷時輸電網(wǎng)的潮流，減少了系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡的損耗及輸電網(wǎng)的設備投資，提高輸配電設備的利用率。

在電源側(cè)安裝電池儲能系統(tǒng)，可以在低谷負荷情況下啟動儲能裝置，保持低谷負荷時候的電力平衡，使火電機組運行在比較經(jīng)濟的出力區(qū)間，提高了低谷負荷時的機組效率，在一定程度上降低煤耗，減少煤炭燃燒對環(huán)境的污染，在相同發(fā)電量的情況下可以促進其增效減排，提高了發(fā)電廠的經(jīng)濟效益，也符合國家的能源政策。

電池儲能電站的建設還能夠提高發(fā)電和輸變電運行效率，降低發(fā)電煤耗率和輸電損失率，取得可觀的節(jié)能減排效益。

4 當前上海電池儲能電站發(fā)展障礙

1）儲能電價機制尚未建立

儲能電價機制的建立是確立儲能電站盈利模式的基礎(chǔ)。峰谷電價差是儲能電站盈利的主要來源?，F(xiàn)有峰谷電價的形成尚未考慮儲能因素，沒有形成儲能的投資回報機制，難以吸引投資者的積極性。

2）儲能電站建設投資強度居高不下

影響儲能設備推廣應用的主要因素還是經(jīng)濟成本問題。例如，鈉硫電池推廣應用的最大障礙在于引進設備價格高昂。如能實現(xiàn)鈉硫電池國產(chǎn)化，使其成本大幅下降，將為電力系統(tǒng)規(guī)模應用鈉硫電池儲能系統(tǒng)開辟廣闊的疆域。

與風場配套的張北國家風光儲輸示范工程一期總投資33億元，其中20 MW鋰離子儲能電池投資約4億元。鋰離子儲能電池原期望使用壽命10年，但實際壽命多為5年，超過目前每年因“棄風”（所謂棄風，是指風機處于正常情況下，由于當?shù)仉娋W(wǎng)接納能力不足、風電場建設工期不匹配和風電不穩(wěn)定等自身特點導致的部分風電場風機暫停的現(xiàn)象。）造成的經(jīng)濟損失，缺乏推廣的可行性。

按照深圳寶清儲能電站測算，當儲能電站的成本降到2元/(kWh)且電池可以循環(huán)使用5000次的條件下，按照當?shù)?.6元/(kWh)的峰谷電價差，夜間用電低谷進行儲電，白天用電高峰將電釋放出來自用，收回儲能設備的前期投資的時間為5年，就達到市場一般投資的盈利期望。在這種條件下，儲能電站也就具有了大規(guī)模推廣的商業(yè)價值。

目前我國液流、全礬和鋰電子儲能電池均處于研發(fā)階段，尚未進入量產(chǎn)商業(yè)運營階段，價格偏高，帶動儲能電站投資強度高昂。

3）儲能電站發(fā)展扶持政策缺失

目前我國在儲能電站設備研發(fā)已經(jīng)擺上議事日程，科研及試驗進展差強人意，但是對于其作為商業(yè)運營的支持，還沒有列入議事日程。世界上主要的發(fā)達國家都制定了扶持儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策法規(guī)，以立法的形式為儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化提供了激勵和保障機制。

4）社會認知度不高

決策層的大多數(shù)對于電力儲能，特別是電池儲能的了解不多，一般民眾更加缺乏這方面的知識。

5 對發(fā)展上海電池儲能電站的政策建議

在儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究和市場推廣階段，近期要盡量利用政府既有節(jié)能減排的鼓勵政策，同時要加快研究推進市場化的扶持政策。

1）形成儲能電價機制

我國的風電裝機規(guī)模在短時期內(nèi)超越美國，得益于國家制定了風電的上網(wǎng)電價政策。但是同美國形成鮮明對比的是，作為風電大規(guī)模應用瓶頸問題的儲能產(chǎn)業(yè)卻發(fā)展落后。我們呼吁：

（1）將儲能電站納入電網(wǎng)建設規(guī)劃，儲能設施投資作為核定輸配電價的有效資產(chǎn)。

上海電網(wǎng)負荷密集、峰谷差大、用電可靠性要求高，儲能系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)峰的必要補充，應與城市電網(wǎng)同步規(guī)劃，協(xié)調(diào)發(fā)展。政府主管部門應統(tǒng)一部署，明確本市發(fā)展目標，制定實施規(guī)劃，近期先開展試點，然后逐步推廣，再推向市場。

建議電網(wǎng)企業(yè)將儲能系統(tǒng)試點項目納入電網(wǎng)建設和改造，由政府部門核定規(guī)模，電網(wǎng)企業(yè)負責建設和運行，儲能設施的投資作為核定輸配電價的有效資產(chǎn)。

（2）按照不同運行模式制定電價政策，合理分擔儲能成本。

根據(jù)電源點的負荷特點，配套建設儲能系統(tǒng)，調(diào)節(jié)峰谷負荷。如在電源側(cè)建設儲能電站，可采取峰谷電價、兩部制電價等形式，核定儲能電站電價?？梢詤⒖继旎钠撼樗钅茈娬緦嵭羞€本付息并略有盈余的兩部制電價，其容量電價為470元/kWa，電量電價為0.264元/kWh，城市地區(qū)的儲能電站可參照并制訂適合電站市場運營的兩部制電價。

對于由電網(wǎng)企業(yè)建設運行的儲能系統(tǒng)，配套發(fā)電企業(yè)由此提高低谷發(fā)電出力，降低發(fā)電單耗，增加了獲利空間，發(fā)電企業(yè)可以通過與儲能電站簽訂協(xié)議，聯(lián)動運行，提高負荷率，并適當承擔儲能電站的建設和運行費用。

和新能源配套的儲能電站，可以在政府指導下采用招標機制通過市場競爭形成含儲能配套的新能源電價。安裝電池儲能電站后的電價加價可由全網(wǎng)分擔，也可在可再生能源電力附加中支付。

2）稅收優(yōu)惠建議

稅收優(yōu)惠包括稅收的減免和抵免等，對于降低促進儲能產(chǎn)業(yè)投資成本、縮短投資回收年限起著至關(guān)重要的作用。

（1）企業(yè)所得稅減免。

按照國家發(fā)布的《公共基礎(chǔ)設施項目企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》、《環(huán)境保護專用設備企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》、《節(jié)能節(jié)水專用設備企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》和《安全生產(chǎn)專用設備企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》相關(guān)規(guī)定，建議將電池儲能電站項目列入上述目錄范圍享受企業(yè)所得稅減免優(yōu)惠，

（2）增值稅減免。

我國已發(fā)布對風電實行增值稅稅率由17%降至8.5%的優(yōu)惠政策，為更好促進應用于可再生能源儲能技術(shù)的發(fā)展，建議比照可再生能源技術(shù)產(chǎn)品增值稅優(yōu)惠措施，對儲能系統(tǒng)生產(chǎn)的電能的增值稅稅率減免增值稅，通過降低價格為給儲能產(chǎn)業(yè)更多盈利空間。

（3）在城市維護建設稅和教育費附加方面，我國已有財稅44號文件《關(guān)于免征國家重大水利工程建設基金的城市維護建設稅和教育費附加的通知》等政策，為減輕儲能產(chǎn)業(yè)財務負擔，建議對儲能產(chǎn)業(yè)免征或者先征收后返還城市維護建設稅和教育費附加。

3）財政補貼建議

在對儲能電站示范項目給予資助政策上，上海可借鑒深圳2009年推出的《深圳儲能電站示范項目扶持計劃》，由本市儲能設備生產(chǎn)企業(yè)和項目建設單位聯(lián)合申報，無償補助儲能設備生產(chǎn)企業(yè)每瓦不超過7元的資金，單個項目補助金額最高不超過儲能電站關(guān)鍵設備（儲能裝置、逆變器、電源管理系統(tǒng)等）購置費的50%。

4）加快電池儲能電站技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化步伐。

建議進一步加大對儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究的投入，鼓勵原始創(chuàng)新，掌握自主知識產(chǎn)權(quán)。從專項基金中劃撥部分資金，對研究開發(fā)儲能電池系統(tǒng)的企業(yè)采取給予前期研發(fā)扶持。

建議政府建立相應的儲能產(chǎn)業(yè)管理機構(gòu)、制定并網(wǎng)認證和檢測制度，建立市場規(guī)范、技術(shù)標準，包括鼓勵發(fā)電、輸電、供電、用電等各個環(huán)節(jié)應用儲能系統(tǒng)的技術(shù)標準。

建議政府研究制定新能源發(fā)電項目配套建設的儲能電池系統(tǒng)的規(guī)定，以提高并網(wǎng)質(zhì)量，穩(wěn)定有功出力，提高電網(wǎng)運行可靠性和穩(wěn)定性，保證公共電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

5）加快儲能規(guī)劃和法規(guī)制定。

建議政府應盡早出臺支持儲能發(fā)展的法律法規(guī)，在戰(zhàn)略全局上提前規(guī)劃，明確總體目標。加強規(guī)劃實施的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，將電池儲能系統(tǒng)的應用列入地區(qū)能源發(fā)展、節(jié)能減排的綜合規(guī)劃。

6）加大對社會的宣傳力度，提高社會認知度

當前，比較對于新能源的宣傳，對儲能技術(shù)進步以及儲能在新能源發(fā)展中的特殊作用認識嚴重落后。

建議在政府統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，由電網(wǎng)企業(yè)委托相關(guān)行業(yè)協(xié)會，聯(lián)合公共媒體，通過電視科教片、新聞報道、公益廣告、發(fā)放宣傳資料、舉行講座等形式向社會各層面宣傳電池儲能技術(shù)的概念及其對于節(jié)能減排的作用，特別要向“關(guān)鍵的少數(shù)人”即決策人員普及儲能理念。