儲(chǔ)能仍需調(diào)整頂層設(shè)計(jì)和市場(chǎng)規(guī)則

文 | 郭凡

作者系中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟研究經(jīng)理

不論是用戶側(cè)還是系統(tǒng)側(cè)，儲(chǔ)能在高滲透率可再生能源系統(tǒng)中都可獲得更高經(jīng)濟(jì)回報(bào)，由“看不見的手”實(shí)現(xiàn)資源的有效配置。但目前的階段仍需要在頂層設(shè)計(jì)和市場(chǎng)規(guī)則方面做出調(diào)整。

隨著全球?qū)η鍧?、低碳能源日益增長(zhǎng)的需求，能源行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了轉(zhuǎn)型階段，各種能源新技術(shù)也迎來了一波發(fā)展的新浪潮。在這之中，儲(chǔ)能系統(tǒng)尤其是新興的電化學(xué)儲(chǔ)能以其響應(yīng)速度快、控制精準(zhǔn)的特性以及在電網(wǎng)中既可以充電（負(fù)荷）又可以放電（電源）的雙重身份，有著不可替代的作用，在能源低碳化過程中占有重要的地位。近年來，儲(chǔ)能技術(shù)在提高性能與降低成本方面不斷進(jìn)步，并且緊跟能源行業(yè)的發(fā)展不斷調(diào)整自己的前進(jìn)方向。電力-能源行業(yè)在改革中發(fā)展的大趨勢(shì)給儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展帶來了重要的機(jī)遇。

2018年，在以電網(wǎng)側(cè)為代表的儲(chǔ)能浪潮驅(qū)使下，儲(chǔ)能企業(yè)對(duì)行業(yè)的前景有著更多的期望。但2019年上半年，中國新增投運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模為116.9MW，同比下降了4.2%，一些細(xì)分領(lǐng)域如用戶側(cè)出現(xiàn)了萎縮，市場(chǎng)進(jìn)入了減速調(diào)整階段。這對(duì)近年來習(xí)慣于快速增長(zhǎng)的業(yè)界來說，信心無疑受到了打擊。但任何產(chǎn)業(yè)都有其發(fā)展的規(guī)律性，對(duì)于儲(chǔ)能市場(chǎng)2019年遇冷的現(xiàn)象，我們其實(shí)沒有必要太過悲觀，目前儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)所經(jīng)歷的低谷其實(shí)也是整個(gè)能源行業(yè)從通過行政命令來進(jìn)行資源調(diào)配向通過市場(chǎng)化來進(jìn)行資源調(diào)配轉(zhuǎn)變所經(jīng)歷的必然過程。

從儲(chǔ)能誕生的時(shí)候，其能給系統(tǒng)所提供的價(jià)值已然清晰：峰荷轉(zhuǎn)移，頻率控制，電壓控制，系統(tǒng)備用，改善電能質(zhì)量等。儲(chǔ)能這些價(jià)值如何能真正的貨幣化，和以下兩點(diǎn)息息相關(guān)：

1.技術(shù)層面：清潔能源逐漸取代傳統(tǒng)化石能源，以及電能替代已成為共識(shí)，在此背景下，儲(chǔ)能在工程層面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)先進(jìn)性永遠(yuǎn)是自身發(fā)展的最重要因素。

2.除了自身技術(shù)的進(jìn)步，儲(chǔ)能的發(fā)展必須依靠于電力-能源大體系改革推動(dòng)的力度，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不是孤立的，而是與整個(gè)電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型深度綁定。

在市場(chǎng)還不完善的時(shí)期，儲(chǔ)能確實(shí)還需要“看得見的手”進(jìn)行富有前瞻性的計(jì)劃以及合理的激勵(lì)手段來培育市場(chǎng)，隨著市場(chǎng)的不斷完善，電的商品屬性通過更加準(zhǔn)確合理的價(jià)格形成機(jī)制確定，由“看不見的手”實(shí)現(xiàn)資源的合理配置。在這樣的環(huán)境下，儲(chǔ)能的價(jià)值會(huì)得到完整的體現(xiàn)，并獲得合理的回報(bào)。

遠(yuǎn)景：完全市場(chǎng)化的電力系統(tǒng)

由于能源技術(shù)的多樣性，這里我們只討論狹義的電力系統(tǒng)，以及相對(duì)應(yīng)的電力儲(chǔ)能。先看一組數(shù)字，按照國際可再生能源署（IRENA）最近發(fā)表的一份報(bào)告，如果全球溫升控制在2攝氏度以內(nèi)，要求2050年全球電力供應(yīng)的85%來自可再生能源，其中間歇性電源占58%（風(fēng)電36%，光伏22%），其余11%為化石能源、4%為核電。中國目前的非水電可再生能源例不到4%，發(fā)電側(cè)還存在大量供給基荷的機(jī)組，但未來如果這個(gè)比例超過了30%呢？電力系統(tǒng)將是一個(gè)接近1000小時(shí)出現(xiàn)“過發(fā)電”、而化石能源機(jī)組滿負(fù)荷等效小時(shí)數(shù)會(huì)下降到低于4000小時(shí)的系統(tǒng)，這樣一個(gè)“去基荷化”的系統(tǒng)，如果電力系統(tǒng)不掌握高度靈活性的調(diào)節(jié)資源的話，保持實(shí)時(shí)平衡將會(huì)非常艱難。

根據(jù)美國能源部（DOE）國家實(shí)驗(yàn)室的研究顯示，高比例的并網(wǎng)可再生能源（30%以上），并降低同等比例的基荷負(fù)載電力后，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)與化石燃料電力系統(tǒng)相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性和系統(tǒng)靈活性，也能實(shí)現(xiàn)相同甚至更低的運(yùn)行成本（無邊際成本）。

在一個(gè)基于邊際成本的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，可再生能源通常以邊際成本低的優(yōu)勢(shì)，以零報(bào)價(jià)上網(wǎng)，在壓低市場(chǎng)價(jià)格的同時(shí)，獲得市場(chǎng)份額，優(yōu)先滿足或低或高的電力需求。因此，系統(tǒng)中的其他電源，面臨的是扣除可再生能源出力之外的凈負(fù)荷。這一凈負(fù)荷曲線往往比原負(fù)荷曲線的波動(dòng)幅度更大(主要是由于風(fēng)電的出力特性)，波動(dòng)更加頻繁(太陽能出力在秒到分鐘級(jí)別的波動(dòng))。在可再生能源出力大出系統(tǒng)總負(fù)荷情況越來越多的情況下，只提供基荷的電源會(huì)逐漸減少以至于完全消失，各種發(fā)電資源將完全按照市場(chǎng)來完成配置，也就是“市場(chǎng)之手”進(jìn)行主導(dǎo)。

隨著第三產(chǎn)業(yè)與居民負(fù)荷的增長(zhǎng)，可再生能源的日益增多，未來的電網(wǎng)，無疑會(huì)是一個(gè)更少基荷發(fā)電、更頻繁的爬坡、更多備用的系統(tǒng)。對(duì)于實(shí)時(shí)平衡的要求會(huì)“越來越多，越來越快”，而除了可再生能源之外的其他電源形式，會(huì)擁有越來越少的利用水平，靈活進(jìn)行上下調(diào)節(jié)的能力成為稀缺性資源。在一個(gè)成熟的電力市場(chǎng)中，價(jià)格的波動(dòng)反映實(shí)際的供需關(guān)系與相應(yīng)的電力傳輸成本，波動(dòng)性將為儲(chǔ)能帶來真正的盈利空間。儲(chǔ)能不是單一的發(fā)電資源，它歸根到底是一種服務(wù)載體，其服務(wù)價(jià)值將通過平抑間歇性電源和負(fù)荷之間的時(shí)間不平衡得到真正的體現(xiàn)，并通過市場(chǎng)化的定價(jià)機(jī)制獲得回報(bào)。

過渡期：“看得見的手”應(yīng)指向哪里？

對(duì)于儲(chǔ)能這樣一個(gè)高技術(shù)門檻的產(chǎn)業(yè)，可持續(xù)的商業(yè)模式有賴于具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品性價(jià)比，以及開放成熟的電力市場(chǎng)。從技術(shù)上來講，鋰離子電池的成本從2010年到現(xiàn)在已經(jīng)下降了約80%，這個(gè)速度不可謂不快，可見成本并不是唯一阻礙儲(chǔ)能市場(chǎng)化的因素，制度因素與其他非成本因素也起著重要的作用。

從目前來看，儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)和政策已經(jīng)落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度，往往是業(yè)界參與和討論熱度很高，而主管部門則反應(yīng)平淡。從整個(gè)系統(tǒng)的角度來講，電力市場(chǎng)改革還處于一個(gè)初期發(fā)展與試錯(cuò)的階段，儲(chǔ)能的發(fā)展包括可再生能源的推進(jìn)目前依然需要“看得見的手”，也就是國家的一系列的計(jì)劃和政策激勵(lì)來完成市場(chǎng)的“培育”，在這個(gè)過程中，計(jì)劃一般包含兩個(gè)要點(diǎn)：整體規(guī)劃和監(jiān)管能力的完善。

從規(guī)劃層面而言，我國目前的人均用電量不到5000千瓦時(shí)，而美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家一般都超過了10000千瓦時(shí)，同時(shí)由于較高的安全性冗余，我國電網(wǎng)的資產(chǎn)利用效率是偏低的。在未來電力需求增長(zhǎng)潛力依然巨大的情況下，儲(chǔ)能是有必要全面納入電力系統(tǒng)的整體計(jì)劃中。高比例的儲(chǔ)能裝機(jī)容量是電力系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)在運(yùn)行形式的變革，例如省內(nèi)的新能源消納、跨省的新能源消納、電網(wǎng)的暫態(tài)支撐，整體資產(chǎn)利用率的提高等，在頂層的規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)?shù)玫矫黠@的體現(xiàn)。

關(guān)于監(jiān)管能力，儲(chǔ)能更大的價(jià)值和收益要在電力市場(chǎng)中獲得。如何構(gòu)建開放、透明、自由的電力交易，讓儲(chǔ)能在開放包容的市場(chǎng)環(huán)境和健全演進(jìn)的監(jiān)管體系下，與其他靈活調(diào)節(jié)資源公開公平進(jìn)行較量，是儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)價(jià)值的基本條件。

另外，政府在實(shí)際的激勵(lì)政策層面可執(zhí)行的方案主要有三種：直接的資金補(bǔ)貼；其它形式的“特權(quán)”，例如優(yōu)先調(diào)度，保障發(fā)電量等；金融方面的便利條件：如稅收優(yōu)惠、退稅、優(yōu)惠貸款和擔(dān)保等。

但并不是所有的方案都適合我國的國情。根據(jù)光伏和電動(dòng)汽車的經(jīng)驗(yàn)，直接的資金補(bǔ)貼雖然可以短時(shí)間內(nèi)帶動(dòng)行業(yè)的爆發(fā)性增長(zhǎng)，但長(zhǎng)期的副作用依然不可忽視，在目前可再生能源基金已經(jīng)入不敷出的現(xiàn)狀下，直接給與儲(chǔ)能補(bǔ)貼不但會(huì)大幅增加財(cái)政的負(fù)擔(dān)，也不利于鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新。從其他方面著手來解決一些非技術(shù)成本的后顧之憂，也是一種行之有效的手段。

以用戶側(cè)為例，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，如果能在諸如充電費(fèi)率、稅收、場(chǎng)地租賃的環(huán)節(jié)給予一定程度的優(yōu)惠，同樣會(huì)對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性有實(shí)質(zhì)的幫助。

在美國，投資稅收減免(ITC)是政府為了鼓勵(lì)綠色能源投資而出臺(tái)的稅收減免政策，光伏項(xiàng)目投資商可按照投資額的30%抵扣應(yīng)納稅。2016年，美國儲(chǔ)能協(xié)會(huì)向美國參議院提交了ITC法案，明確先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)都可以申請(qǐng)投資稅收減免。由于投資商大部分為大型基金或跨國集團(tuán)，ITC具有非常大的吸引力。證明不通過直接補(bǔ)貼，也仍然可以有適合的手段支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！翱吹靡姷氖帧备鼞?yīng)該聚焦在為行業(yè)發(fā)展“免除后顧之憂”的層面上發(fā)揮作用，讓參與者可以集中精力到降本增效和技術(shù)創(chuàng)新這些核心層面的事物中。

同時(shí)，政策的制定還應(yīng)具有長(zhǎng)時(shí)間的一致性和關(guān)聯(lián)性，需要避免由于政策不當(dāng)而引起的不良后果，如：缺乏波動(dòng)性定價(jià)的市場(chǎng)、強(qiáng)制性的電價(jià)突變。這樣的儲(chǔ)能就無異于其他普通電源了，儲(chǔ)能要想有大發(fā)展無疑需要精細(xì)的，具有連貫性成體系的政策，這將極度考驗(yàn)頂層設(shè)計(jì)的智慧。

高滲透率可再生能源與進(jìn)一步市場(chǎng)化

以電力現(xiàn)貨市場(chǎng)為核心的電力體制改革將是儲(chǔ)能市場(chǎng)化的最終方向。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，形成了儲(chǔ)能充放電的激勵(lì)信號(hào)。不過，以目前價(jià)格波動(dòng)水平，現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)差對(duì)儲(chǔ)能的吸引力依然有限。以廣東省現(xiàn)貨市場(chǎng)為例，試運(yùn)行結(jié)算（2019年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)）。不過今后隨著波動(dòng)性的可再生能源比例提高，現(xiàn)貨市場(chǎng)的峰谷差價(jià)有望進(jìn)一步增大。

國外成熟電力市場(chǎng)對(duì)包含高滲透率波動(dòng)性可再生能源的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格開展了較為系統(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。按照中國目前可再生能源的裝機(jī)速度，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（較2018年底3.6億千瓦的總?cè)萘績(jī)粼?倍左右），其在發(fā)電總裝機(jī)中的比重也將突破30%。若簡(jiǎn)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，儲(chǔ)能的盈利空間將大幅提高。

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(yíng)造更多元的應(yīng)用場(chǎng)景。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。

今后，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(yíng)造條件。

在技術(shù)層面，通過儲(chǔ)能產(chǎn)品的模塊化最大程度發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)。通過更加標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、控制軟件、安裝調(diào)試等多個(gè)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化流程，最終以即插即用的方式有效降低綜合成本。

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)中都可憑借波動(dòng)性的電價(jià)獲得更高經(jīng)濟(jì)回報(bào)，也就是完全由“看不見的手”實(shí)現(xiàn)資源的有效配置。但目前的階段仍需要在頂層設(shè)計(jì)和市場(chǎng)規(guī)則方面做出調(diào)整。通過“看得見的手”的合理規(guī)劃與激勵(lì)措施，進(jìn)一步培育還沒有完全成熟的市場(chǎng)，逐漸過渡到成熟的市場(chǎng)化階段。這必將是一個(gè)艱辛的，需要通過不斷迭代、試錯(cuò)的循環(huán)發(fā)展階段。需要政府層面、運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商等不同參與者貢獻(xiàn)更多的智慧去實(shí)現(xiàn)。