過去,儲能非常昂貴。僅僅個別場合(比如比爾蓋茨的豪宅、充電寶)或者重要機構與基礎設施(比如醫院、大型服務器中心)使用的工具。應用多是非系統級的,始終存在,但并不參與整個電力系統的平衡。
現在(zai),情況(kuang)有了很大改(gai)變(bian)。一(yi)方(fang)面(mian),電(dian)力(li)(li)系統中可再生能(neng)源越(yue)來(lai)越(yue)多(duo),系統平衡與效率要求需要市(shi)場“越(yue)來(lai)越(yue)快,越(yue)來(lai)越(yue)短”,儲能(neng)響(xiang)應(ying)速度、增(zeng)加與減(jian)少(shao)出力(li)(li)的(de)靈活性(xing)都是最優的(de);另一(yi)方(fang)面(mian),儲能(neng)技術也取得長(chang)足進步,刺激人們對儲能(neng)未來(lai)在(zai)交通與電(dian)力(li)(li)行業(ye)承擔更(geng)多(duo)職責的(de)預(yu)期。成本下降,且商(shang)業(ye)模(mo)式愈(yu)加可行,探討系統級儲能(neng)的(de)商(shang)業(ye)模(mo)式變(bian)成一(yi)個有意(yi)義的(de)問題(ti)。
廣義上講,儲(chu)能可以在(zai)發電、輸電與配電側發揮作用,帶來(lai)好處,衍生可行的商(shang)業模(mo)式(shi)。但是,不同(tong)電力市(shi)場的設計(ji)模(mo)式(shi)、系統(tong)結構與價格(ge)特(te)點都千差萬別(bie),潛(qian)在(zai)的商(shang)業模(mo)式(shi)也有各自特(te)點。
在(zai)我國目前的(de)(de)(de)調度模式(shi)下,系統級(ji)的(de)(de)(de)儲能跟普通發(fa)電(dian)電(dian)源沒有區別;調度模式(shi)不改(gai)(gai)變,其商業(ye)模式(shi)將主(zhu)要是“裙帶式(shi)”的(de)(de)(de)分(fen)割(ge)發(fa)電(dian)市(shi)場,因此(ci)誰是業(ye)主(zhu)將變得異常重要;儲能大(da)發(fa)展(zhan)能否推動調度模式(shi)改(gai)(gai)變,寄(ji)希望于分(fen)布式(shi)能源更大(da)程(cheng)度的(de)(de)(de)應用。
儲能的功能與系統價值構成
技術上(shang)講(jiang),儲能的系統(tong)價值(zhi)很清楚。在一個(ge)電力(li)市場與系統(tong)中,它可以提供(gong):
能(neng)源的(de)存儲。在價格(ge)低的(de)時候(hou)充電(dian),合適的(de)時候(hou)放電(dian),從而(er)進行價格(ge)套利。
頻率控制。
電壓控制。
峰荷轉移。
儲能(neng)這些價值如何貨幣化,與(yu)(yu)市場(chang)設計息息相關,市場(chang)的開放性與(yu)(yu)參與(yu)(yu)主體的資格在其中最重要。
能(neng)源的存儲與價格(ge)套利。歐美電(dian)力市(shi)場(chang)的批發市(shi)場(chang),往往對(dui)參(can)與者的資格(ge)有各(ge)種要(yao)(yao)求,比如(ru)年交易(yi)量,居民用戶通常被(bei)隔離于(yu)批發市(shi)場(chang)。這(zhe)樣(yang),如(ru)果市(shi)場(chang)設計不降低要(yao)(yao)求,儲能(neng)如(ru)果規模小,就(jiu)無(wu)法參(can)與發電(dian)市(shi)場(chang)購電(dian)與賣電(dian)。
頻率控制。德(de)國TSO的二(er)次(ci)調頻市場(chang)(分鐘(zhong)級平衡),招標每周進行。如果一(yi)個儲能還有其他非系統級用途(tu),很容(rong)易(yi)充滿或者(zhe)完全釋放,那(nei)么提(ti)前一(yi)周明確是否能提(ti)供調用服務就比(bi)較困難,儲能很難參(can)與。
電(dian)壓控制。可再(zai)生能源(yuan)越(yue)多(duo),局(ju)部(bu)時段配電(dian)網電(dian)壓穩(wen)定(ding)困難就會越(yue)大。大部(bu)分(fen)市場,電(dian)壓穩(wen)定(ding)的服務以(yi)成(cheng)本為(wei)基礎(chu)。但是,儲能需要跟(gen)切(qie)除(chu)可再(zai)生能源(yuan)比成(cheng)本大小。目前競爭性市場直(zhi)接切(qie)除(chu)風(feng)電(dian)成(cheng)本最優。我國直(zhi)接棄風(feng)更是完全不需要補償。
峰荷轉移。典(dian)型(xing)的(de)(de)美(mei)國ERCOT的(de)(de)運行(xing)備用(yong)(ORDC)的(de)(de)設(she)計(ji),系統運行(xing)備用(yong)越低,其價格將(jiang)越高,乃(nai)至上漲幾百倍至測(ce)算的(de)(de)所謂“停電損失”的(de)(de)級別(比如一(yi)(yi)度電10美(mei)元),吸引(yin)更多參與者投(tou)入實時市場,儲能是其中一(yi)(yi)個選項。
我國調度特點與儲能商業模式可行性
總體(ti)而(er)言,調度(du)在我國(guo)還是各(ge)個發電商(shang)與市場(chang)主體(ti)的“司令官(guan)”。大部(bu)分系統輔助(zhu)服務都是一種(zhong)義務,或者是基于(yu)成本測算的補償。東北(bei)推出的所謂輔助(zhu)服務市場(chang),基本屬(shu)于(yu)胡搞。
在目前(qian)調(diao)度(du)方式下,只有發電(dian)才有收益(yi),儲能商業模式也圍繞(rao)如(ru)何獲得發電(dian)量,跟普通發電(dian)廠無異。這(zhe)種情況突出表現在中國特色的“調(diao)峰”概(gai)念中。
歐美(mei)市場,“大力發展調(diao)(diao)峰電源”的(de)提法是匪夷所思的(de)。對(dui)于一個冗(rong)余(yu)50%的(de)系統(tong),向上調(diao)(diao)節的(de)價值幾乎為零(ling),而要提供向下的(de)調(diao)(diao)節,需(xu)要已經建成并在系統(tong)中(zhong)的(de)儲能電站。
但是(shi),由于我國的調度(du)模式(shi)(shi),“先(xian)定位你是(shi)調峰(feng)電(dian)源,然(ran)后再給你一定發電(dian)量,你考慮(lv)到這(zhe)點拼命建很大規模,然(ran)后再提供向下(xia)調節”的模式(shi)(shi)仍(reng)舊廣(guang)泛存在。
價(jia)格(ge)套利短期(qi)內是存(cun)在(zai)的,但是這個(ge)市(shi)(shi)(shi)場(chang)會(hui)很快飽(bao)(bao)和(he),不具有可(ke)擴展(zhan)性(xing)。當然,在(zai)我國(guo),市(shi)(shi)(shi)場(chang)的指揮官會(hui)以各種理由(統(tong)一規劃、資格(ge)認定、所謂有序發展(zhan)等)限制市(shi)(shi)(shi)場(chang)競爭與整個(ge)市(shi)(shi)(shi)場(chang)的開(kai)放性(xing),價(jia)格(ge)套利的“飽(bao)(bao)和(he)”進(jin)程相對會(hui)慢。
在一個割裂的市場中,你可(ke)以通過各種“特權”途徑探索調峰電(dian)源與價格套(tao)利兩種盈利模式。
但(dan)是整(zheng)個(ge)行(xing)業無法靠這種(zhong)典型來發展。至于其他的(de),比如(ru)調頻(pin)、電壓控制(zhi)、黑啟動、爬(pa)坡(po)等輔助服(fu)務(wu)在(zai)目前系統中多數是免費的(de),屬(shu)于各個(ge)電廠的(de)義務(wu)。這些功能的(de)貨幣化還(huan)存在(zai)問(wen)題。
分布式與儲能推動調度模式變革
筆者2016年曾提到,儲能應(ying)用需要避免(mian)的(de)是(shi)一種(zhong)錯誤的(de)組合——缺乏(fa)波動性定價的(de)市(shi)場、對儲能放(fang)電(dian)單獨補貼(tie)、補貼(tie)通過消費者消化、啥時候放(fang)電(dian)調(diao)度說了算。
分布式電(dian)源與應(ying)用,將在“啥時候放(fang)電(dian)”的(de)問題上挑戰(zhan)調度模式,從而自(zi)我調度,有(you)望(wang)引發系統平衡(heng)方式的(de)積極變化(hua)。
當然,到底誰(shui)(shui)能最終改變誰(shui)(shui),還需要(yao)觀察一段時間。比(bi)如,現在已經出現了“分布式要(yao)服從統一調度管(guan)理”的聲音。這種情況下(xia),儲能只不(bu)過增(zeng)加了系統的冗余程度而已。
基于以上(shang)的(de)討(tao)論,我們可以看出,儲(chu)能(neng)行業的(de)成本(ben)與競爭力(li),是(shi)個(ge)很(hen)私人的(de)話(hua)題(ti)。公共話(hua)題(ti)可能(neng)包括:
1.推(tui)動系(xi)統運行數據公開(kai),全(quan)面理解(jie)調(diao)度體系(xi)模(mo)式(shi);
2.致力于統一(yi)市場建設,作為基(ji)本的(de)價(jia)值觀(guan),而不(bu)是(shi)以各種“特(te)權“的(de)方式進一(yi)步(bu)割裂(lie)市場。這是(shi)基(ji)本的(de)社(she)會(hui)責(ze)任;
3.分布式(shi)項目安(an)裝(zhuang)儲能,并努力爭(zheng)取(qu)市(shi)場(chang)主體與自我調(diao)度資(zi)格,類似先(xian)進生產(chan)力——燃煤自備(bei)電廠過去(qu)的(de)行為模(mo)式(shi)。