中國儲能網(wǎng)訊：
摘 要：在碳中和背景下，儲能成為一個長期高確定、高增長的產(chǎn)業(yè)。本文分析了當前儲能的主流應用場景。同時從市場參與對象、投資及商業(yè)運營模式等方面對電網(wǎng)側共享儲能運營進行了探索研究。
關鍵詞：電網(wǎng)側;儲能;商業(yè)模式
1 概述
2020年9月，我國提出2030年二氧化碳排放達到峰值，爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。在碳達峰、碳中和背景下，儲能成為一個長期高確定、高增長的產(chǎn)業(yè)。隨著“雙碳”戰(zhàn)略的提出，可再生能源將得到大力發(fā)展。高比例可再生能源需要大量的儲能，儲能將迎來良好的發(fā)展機遇。儲能技術種類較多，物理、化學儲能技術都有各自優(yōu)缺點。目前廣泛應用的有抽水蓄能技術、壓縮空氣儲能、超級電容器儲能、電化學類等。電網(wǎng)側儲能應用以電化學儲能為主流。[1]
2 電網(wǎng)側儲能現(xiàn)狀
在電源側安裝儲能系統(tǒng)，可以與各類發(fā)電設備的出力進行互補，提升電源設備外特性的穩(wěn)定可控水平，從而保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。在當前情況下，個別地區(qū)的電化學儲能采用火電聯(lián)合調頻模式得到了比較好的收益，但尚未形成完備的商業(yè)模式和良好的利益共享機制。
市場空間方面，目前收益較高的聯(lián)合火電調頻受國家政策限制，發(fā)展空間有限。今后電源側儲能將更趨向于新能源消納等應用方向，即“儲能+新能源”模式。
技術特性方面，風電、光伏等有各自特色的出力特性，技術上“光伏+儲能”的應用壁壘更低。光伏發(fā)電的出力以天數(shù)計算周期，相對穩(wěn)定，儲能設備的充放循環(huán)按日進行即可，而風電具有較明顯的季節(jié)特性，如何高效、經(jīng)濟的配置儲能系統(tǒng)成為一大挑戰(zhàn)。
盈利模式方面，“儲能+新能源”模式最主要的問題在于收益模式的模糊和利益分配機制不明確，儲能成本的下降速度和應用場景的收益曲線也還沒有達到良好契合。
3 電網(wǎng)側儲能應用場景
3.1 提升電網(wǎng)建設應用效能
一是提升現(xiàn)有輸配電網(wǎng)經(jīng)濟性水平。當儲能投資全壽命周期成本小于電網(wǎng)改造升級成本時，可通過新建儲能設施應對負荷需求，降低電網(wǎng)輸配能力升級成本，從而提高供電經(jīng)濟性水平。二是為直流配電網(wǎng)提供電能質量保障。當前，電動汽車保有量快速增加，各類直流型清潔電源不斷涌現(xiàn)，電力需求側地直流特性越來顯著。電化學儲能具有良好的功率調節(jié)能力，將為配電網(wǎng)提供電能質量調節(jié)、快速功率調節(jié)、事故備用等多種功能。三是解決或緩解部分偏遠地區(qū)的電力供應難題。目前，我國部分偏遠山區(qū)、海島等區(qū)域尚存在電力供應不足情況，通過在小區(qū)域內的微電網(wǎng)中安裝配套的儲能設施，可以比較經(jīng)濟、高效地為當?shù)厝嗣袢罕娞峁╇娏Α?
3.2 安全應對系統(tǒng)故障或異常運行
一是提高電力系統(tǒng)的應急處置能力。電化學儲能擁有良好的有功及無功快速響應能力，在電網(wǎng)發(fā)生故障時，可以毫秒級速度響應應急處理，大大提高了電網(wǎng)安全可靠運行能力。二是在發(fā)生事故時備用和黑啟動。電網(wǎng)發(fā)生事故時，儲能設施能夠自動快速啟動，保障電力用戶的用電需求，同時縮短障檢修過程中的停電時間，提升供電可靠性。[2]
3.3 降低電網(wǎng)損耗及削峰填谷
一是降低電網(wǎng)的電能輸配損耗。當線路總輸送電量，通過調節(jié)輸配電網(wǎng)的輸送功率曲線，在保障線路輸送電量的同時，減小電網(wǎng)功率波動，降低線路及變壓器等相關設施設備的損耗，提高電網(wǎng)運行經(jīng)濟性水平。二是緩解調度在用電高峰期的調峰壓力。儲能電站通過共享儲能等創(chuàng)新模式，實現(xiàn)大規(guī)模集中統(tǒng)一調度，可有效緩解國內部分地區(qū)峰度夏供電緊張、區(qū)域內調峰能力偏低等問題。
3.4 提高清潔能源的消納能力
一是緩解清潔能源電力輸出受限狀況。風光、潮汐等清潔能源與儲能聯(lián)合部署運行，可顯著平緩電源的出力波動，提高線路利用率及外送能力，降低項目建設的總體資金投入。二是提升清潔能源電源聚集區(qū)的調峰能力。風光、潮汐等新能源受自身特性限制，出力會呈現(xiàn)較大的周期性起伏，利用儲能設施能夠及時存儲高峰期電能并在低谷期釋放，及時消納大規(guī)模清潔能源，緩解電網(wǎng)的調峰壓力。
3.5 參與調峰調頻等電力輔助服務
電化學儲能夠以毫秒級的速度，快速響應電網(wǎng)需求，并可實時、精確控制充放電過程，同時以非常經(jīng)濟的成本實現(xiàn)容量調節(jié)，可與煤電、抽水蓄能等方式配合，有效提高大電網(wǎng)的調峰調頻能力。
4 電網(wǎng)側共享儲能運營模式
4.1 市場參與對象
共享儲能提供商負責建設、組織和提供共享儲能設施設備（即“云端電池”），既可以通過多種方式融資新建集中式儲能設施，也可以利用先進技術和管理手段，吸納廣大分布式儲能設施，進一步發(fā)揮現(xiàn)有設施的使用效率。應重點從整體規(guī)劃、項目運營、經(jīng)濟性評估、價格機制等各方面開展全面研究。
平臺運營服務商為共享儲能提供必要的安全運行、（配合電網(wǎng)）經(jīng)濟調度等功能，同時引導共享儲能提供商參與削峰填谷等輔助服務，電網(wǎng)企業(yè)是最有能力成為平臺運營服務商角色的市場參與主體。儲電設備進行放電要通過電網(wǎng)才可以傳輸?shù)接脩裟抢?，所以要對用戶的電力使用特點和對配電網(wǎng)造成的影響進行研究，并分析共享儲能提供商、儲能用戶等的運營費用成本、費率和不同付款方式對運營商的影響。
儲能用戶既是共享儲能設施和服務的使用者，也可以將自建儲能設施加入共享儲能提供商的共享儲能管理體系，通過參與共享儲能增加收益、減少費用。通過加入共享儲能體系，用戶將會更有動力自行分析儲電容量、價格等因素，改變自身的用能管理模式及消費習慣，為后續(xù)的投資決策做借鑒。
4.2 投資模式
隨著電力改革深入，越來越多的市場主體參與到儲能行業(yè)，相互之間的關系也愈加緊密。各市場主體需要通力合作，充分調動各自的技術、資本優(yōu)勢以及市場經(jīng)驗，從滿足自身需求出發(fā)，在法律既定的框架內探索儲能系統(tǒng)的創(chuàng)新管理體系與商業(yè)模式，形成具有中國市場特點的商業(yè)化運營模式。
4.2.1 投資人獨立投資
投資人獨立投資模式的投資主體大多為大型工商業(yè)用戶，他們作為共享儲能提供商，全資購置和建設儲能設施，擁有儲能系統(tǒng)完全產(chǎn)權。儲能設備可自行運營維護，或由運營服務商提供售后運維服務。在這種模式下，用戶可以利用國內電力市場峰谷電價、可中斷電價等各種價格機制，采用低儲高發(fā)的方式減少自身電費支出。通過電力交易市場、虛擬電廠等共享儲能商業(yè)模式，利用儲能系統(tǒng)存儲、釋放電能參與市場交易，一方面獲得了相應的收益，另一方面也有利于電網(wǎng)平穩(wěn)運行。[3]
目前，電化學儲能的度電成本仍相對較高，而峰谷差電價的區(qū)間相對有限，需要投資者深入分析電化學儲能的投資風險。因此，獨立投資適用于資金實力雄厚，對節(jié)能減排有硬性要求，或自身具備一定儲能相關技術能力的大中型企業(yè)以及部分儲能投資高收益率場景。
4.2.2 多方聯(lián)合投融資
儲能安裝在發(fā)電側，能平滑風電、光伏等清潔能源發(fā)電的輸出，或者參與火電聯(lián)調頻。在電網(wǎng)側，儲能系統(tǒng)對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行也將起到重要作用。將在輸配電規(guī)劃建設時，同步考慮儲能電站建設并納入電網(wǎng)統(tǒng)一調度，參與電力輔助服務，可以充分使用儲能電站支援，最大限度地發(fā)揮電化學儲能的社會經(jīng)濟價值。電網(wǎng)企業(yè)應積極參與共享儲能投資建設，或作為運營服務商，充分吸引社會資本參與電網(wǎng)建設，提高儲能市場規(guī)模，實現(xiàn)多方共贏。
電網(wǎng)企業(yè)應成為儲能的重要建設者和推動力，聯(lián)合投資是一種比較適合電網(wǎng)企業(yè)與社會資本合作的共享儲能投資模式。在該模式下，電網(wǎng)企業(yè)可以充分發(fā)揮自身的資金優(yōu)勢、技術優(yōu)勢和人才優(yōu)勢，參與系統(tǒng)調度、設備運維和廢舊設備再利用等業(yè)務運營，引導儲能系統(tǒng)響應電網(wǎng)調峰調頻需求，實現(xiàn)削峰填谷。
4.2.3 融資租賃和租賃模式
隨著電力改革的深入，越來越多的社會資本將以售電公司的市場主體形式出現(xiàn)。成為社會資本參與電力市場的代表。作為電網(wǎng)企業(yè)與電力用戶的中間商，售電公司可以進一步充當儲能提供商或運營服務商角色，整合社會各類儲能資源并通過租賃、融資租賃等模式將設備租賃給用戶（包括電網(wǎng)企業(yè)）。儲能設備的運營過程由用戶主導，售電公司引導參與共享儲能。在能源交易的過程中，售電公司通過大數(shù)據(jù)平臺等，精確分析各類用戶的負荷特性，提高負荷預測精度，合理設計儲能系統(tǒng)充放電策略，為用戶提供低價電能，并引導用戶參與共享儲能的市場交易或輔助服務。對于用戶而言，采用融資租賃或租賃（分期付款）方式的前期投入資本少，進入壁壘低，風險也小，有利于促進社會各方積極參與儲能項目投資，推動儲能規(guī)?；l(fā)展。
4.2.4 社會融資模式
在社會融資模式中，投資方通過國內外金融市場，面向社會以債券、ABS、PPP等形式，公開發(fā)布募集項目資金開展儲能項目工程建設。該模式借鑒了共享經(jīng)濟概念，業(yè)主可以利用儲能設備降低自身的用能成本，也可以將儲能設備有償共享給第三方如電網(wǎng)公司，允許電網(wǎng)統(tǒng)一調度儲能設備，為系統(tǒng)提供削峰填谷、調峰調頻等服務并收取相應的費用。只是目前儲能成本還比較高、這類項目的投資回收期預期較長，在前期需要國家出臺相關政策給予一定的扶持。
4.3 商業(yè)運營模式
4.3.1 輔助服務市場模式
目前，國內輔助服務市場機制正在逐步健全，大規(guī)模的集中式儲能系統(tǒng)，以獨立身份參與到電力輔助服務市場中，提供調峰調頻等輔助服務。在當前的過渡期，多地區(qū)將調峰、備用等主要輔助服務項目實行政府定價。隨著后續(xù)政策的進一步完善，電力輔助市場相關競爭機制逐漸成熟，輔助服務市場將成為共享儲能在電網(wǎng)側最具發(fā)展?jié)摿Φ纳虡I(yè)模式之一。共享儲能提供商（或綜合能源服務公司）牽頭組織儲能項目的投資、建設，與運營服務商合作開展系統(tǒng)日常運維，在電網(wǎng)的統(tǒng)一調度下，輔助服務市場的各類市場主體（發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶等）根據(jù)各自需求享受各類儲能服務，并支付相關服務費用。
儲能是經(jīng)濟性好、實時性強的優(yōu)質調頻資源，可以為各類發(fā)電機組（老舊火電機組、可再生能源發(fā)電機組、核電機組）提供調頻服務。引入輔助服務市場競價機制，儲能直接參與輔助服務市場競爭，由通過提供調峰調頻、黑啟動、應急功率響應等多種輔助服務獲得收益，收益水平由市場決定。[2]
4.3.2 虛擬電廠模式
“虛擬電廠”模式將各類用戶的儲能系統(tǒng)集合起來，通過先進技術優(yōu)化系統(tǒng)運行，參與電網(wǎng)輔助服務獲取應用收益。更適合具有專業(yè)技術實力的電網(wǎng)企業(yè)牽頭實施。經(jīng)過電網(wǎng)統(tǒng)一調度和管理的分布式儲能系統(tǒng)不僅可以參與電力市場通過調頻、備用容量等獲取收益，而且還能助力輸配電系統(tǒng)，發(fā)揮延緩輸配電擴容升級、電壓支持、需求響應等方面的多重價值。[3]
目前，國內市場上國家電網(wǎng)和南網(wǎng)公司已開始搭建項目接入平臺，布局虛擬電廠業(yè)務。在虛擬電廠模式中，能夠將儲能系統(tǒng)聚合起來進行分析、優(yōu)化控制的系統(tǒng)平臺（即“云平臺”）至關重要。系統(tǒng)需要從建筑負荷中獲得技術數(shù)據(jù)，從市場中獲得價格信息，同時接收天氣信息，海量信息都需要軟件進行實時管理。當要求實行需求響應時，平臺能找到優(yōu)化點，幫助用戶降低成本、增加收益。
4.3.3 合同能源管理模式
合同能源管理這種模式已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)十年，是一種比較成熟的商業(yè)運營模式，一般適用于具有穩(wěn)定現(xiàn)金流收益的節(jié)能項目。儲能項目在移峰填谷過程中也能夠同時優(yōu)化無功調節(jié)，降低輸配電損耗，因此可以將這些節(jié)能服務進行量化評估，探索應用合同能源管理模式，由電網(wǎng)企業(yè)或大型用電企業(yè)與儲能項目業(yè)主分享節(jié)能降耗收益。
規(guī)模較大的企業(yè)、園區(qū)等集中式儲能提供商可以選擇合同能源管理模式，依據(jù)權威的第三方節(jié)能評估機構評估儲能產(chǎn)生的節(jié)能效益價值，由電網(wǎng)企業(yè)、園區(qū)運營者等節(jié)能受益方讓渡部分節(jié)能收益給儲能運營商。
4.3.4 現(xiàn)貨交易市場模式
電網(wǎng)側儲能也可通過現(xiàn)貨市場交易模式獲得電量收益。共享儲能提供商組織資金完成儲能項目投資和建設，運營服務商（或售電公司）負責日常運營維護等工作，并參與電力現(xiàn)貨市場交易，利用儲能設施套取電價波動差值。運營服務商在電力現(xiàn)貨市場進行購、售電交易套取價差收益。若共享儲能提供商與運營服務商不是同一主體，則按協(xié)商好的規(guī)則分享收益。
4.3.5 綜合疊加模式
當前，我國的電力輔助服務市場、現(xiàn)貨交易市場和需求側響應機制已經(jīng)越來越成熟，同時“虛擬電廠”等先進模式也在多地開展了探索實踐。一方面，電網(wǎng)側儲能與電源側或用戶側儲能深度融合的政策、技術壁壘逐漸消失;另一方面，電網(wǎng)側儲能可通過商業(yè)模式創(chuàng)新，開創(chuàng)更多投資收益機制。多種不同的投資、運營模式組合或策略優(yōu)化還可以進一步疊加。例如，大規(guī)模集中式儲能設施可以疊加輔助服務市場調峰調頻與電力現(xiàn)貨市場價格套利模式，合同能源管理模式疊加融資租賃模式，需求側分布式儲能通過區(qū)塊鏈等技術手段，整合組建“虛擬電廠”參與現(xiàn)貨交易市場疊加需求側響應模式等等。
在各類綜合疊加模式中，利益相關方包括了共享儲能提供商、運營服務商、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、售電公司、電力用戶等，相互關系復雜，需要深入分析各利益相關方的業(yè)務或收益分成關系，并根據(jù)市場發(fā)展情況，創(chuàng)新收益模式。合適的個性化共享儲能商業(yè)運營模式，能充分挖掘電源側、電網(wǎng)側和用戶側的儲能價值，提高各類儲能設施設備的利用率和利用水平，推動全社會的儲能資源得到最大化利用。
