中國儲能網訊：
封開1, 林佳荔1, 李繪1, 連蓮2
1.華能天成融資租賃有限公司，北京 100007
2.華能資本服務有限公司，北京 100031
摘要
筆者通過現(xiàn)場調研以及對各省出臺的儲能政策、輔助服務規(guī)則深入分析及獨立儲能電站運營模式實證研究，認為湖南省目前獨立儲能電站已經具備商業(yè)投資價值，即該區(qū)域的獨立儲能可以通過容量租賃收入以及輔助服務收入使得項目具備經濟可行性，并具有穩(wěn)定性及持續(xù)性：一是在容量租賃收入方面，基于目前湖南省的電網結構，湖南省需要大規(guī)模儲能電站作為支撐性電源，當前已經出臺強配儲能政策，使得容量租賃具有政策強制性，同時，考慮到在一定的電力系統(tǒng)結構下220 kV變電站數(shù)量及其間隔側數(shù)量有限的情況下，容量資源具有稀缺性，當前湖南省已規(guī)劃儲能僅能勉強滿足存量項目及“十四五”期間原規(guī)劃新增項目租賃需求，為長期需求規(guī)劃的抽水蓄能電站需要在2030年前后才能投產，故可以判斷短期容量租賃市場將呈現(xiàn)供不應求的態(tài)勢，長期來看在抽水蓄能電站大規(guī)模投產前，容量租賃市場將維持供需基本平衡的情況；二是在輔助服務收入方面，目前湖南省儲能參與輔助服務獲利規(guī)則較為清晰，且采用充電模式計量對于儲能電站較為有利，展望未來電力現(xiàn)貨市場，儲能電力現(xiàn)貨交易收入將出現(xiàn)爆發(fā)式的增長?；谡{研情況進行測算與評估，在當前收入水平下湖南省獨立儲能電站已經具備商業(yè)投資價值。
1 湖南省需要大規(guī)模儲能電站作為支撐性電源
由于湖南省新能源主要集中在湘西、湘南地區(qū)，電力負荷中心主要集中在湘東、湘中地區(qū)，導致湖南省新能源消納存在區(qū)域性困難，呈現(xiàn)資源與需求空間錯配；風電、光伏發(fā)電出力特性與湖南省晚高峰用電特性呈現(xiàn)時間錯配。上述湖南省電力系統(tǒng)的特殊性，導致其電力系統(tǒng)整體對支撐電源需求極大。
從電源結構來看，湖南省支撐性電源緊缺。截至2022年6月，湖南省的電源結構中火電、水電、新能源分別占比45%、29%及26%，如圖1所示。湖南省缺煤少電，火電機組現(xiàn)有調節(jié)能力已全部利用殆盡。湖南省雖為水電大省，但大部分不具備季調節(jié)及以上調節(jié)能力，抽水蓄能電站目前也僅投產1座，《湖南省“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》(以下簡稱湖南“十四五”規(guī)劃)[1]明確擬新建14座抽水蓄能電站，其中僅有部分進入可研階段，預計投產時間要滯后于2030年，因此在上述抽水蓄能電站投產前，該情況也難以發(fā)生根本性的轉變，并且隨著新能源建設進程的迅速推進，支撐性電源的缺口仍然在迅速擴大，導致湖南省對于支撐性電源的需求在中長期內持續(xù)存在。因此，能夠迅速建設部署的電化學儲能必然是在抽水蓄能電站規(guī)模化投運前的重要電網支撐性電源。
從政策支持力度和未來發(fā)展?jié)摿?，湖南省“十四五”?guī)劃明確提出，以“統(tǒng)籌規(guī)劃、集中建設、市場主導、開放多元、共建共享、安全規(guī)范”為原則，以電網側獨立儲能電站為重點，集中規(guī)劃一批儲能項目；筆者判斷電源側零散配建儲能因其不利于電網進行調度且不具有規(guī)模效應，或許無法成為發(fā)展主流，故可以預見未來電網側獨立儲能電站將成為湖南省電網的支撐性電源。
2 湖南省獨立儲能電站收入的優(yōu)勢分析
根據(jù)筆者調研了解到的情況，湖南省獨立儲能電站收入當前由兩部分組成：一是通過向新能源電站租賃儲能容量獲得容量租賃收入；二是通過參與電力市場輔助服務交易獲得輔助服務收入。
2.1 容量租賃具有政策強制性及資源稀缺性
2.1.1 政策強制性
湖南省要求風電、集中式光伏發(fā)電項目應分別按照不低于裝機容量15%、5%(儲能時長2 h)配置儲能電站，新增項目(指2021年1月1日后取得建設指標的項目)配置儲能電站應與主體工程同步投產使用，存量項目(指2021年1月1日前取得建設指標的項目)應于2022年底前落實配置儲能容量。對于沒有條件配置儲能電站的項目，可通過市場租賃方式按上述比例落實儲能容量[2]，具體操作方式是湖南省電網要求新能源場站并網時需要提供儲能容量租賃協(xié)議或自建儲能同步投產的證明。在政策的要求下，可以預見存量及新增新能源電站未來將是獨立儲能電站容量租賃的主要需求方。
2.1.2 容量資源稀缺性
百兆瓦級的獨立儲能電站可選擇的最理想的接入等級是220 kV變電站，在一定的電力系統(tǒng)結構下，一定地域范圍內的220 kV變電站數(shù)量是有限的，現(xiàn)有220 kV變電站在設計之初并未充分考慮儲能、新能源接入的間隔需求，電網本身構網及新能源接入也需占用部分間隔，導致變電站內可供儲能電站接入的間隔有限。上述原因直接導致了儲能電站的接入資源成為稀缺資源，具有較好的資源價值；同時，上述情況也決定了一定地域范圍內可規(guī)劃的儲能電站總量是有限的。以安徽省目前已經發(fā)布的《安徽省新型儲能發(fā)展規(guī)劃(2022—2025年)》[3]為例，其推薦的接入點在全省范圍內僅49個，功率約為3 GW，可見儲能電站容量的稀缺性。
2.2 輔助服務規(guī)則清晰且現(xiàn)貨市場對儲能更為有利
2.2.1 儲能參與輔助服務獲利規(guī)則清晰
從湖南省輔助服務規(guī)則[4]來看，獨立儲能電站參與輔助服務的規(guī)則較為清晰且支持儲能發(fā)展。湖南省輔助服務與儲能相關規(guī)則見表1。
筆者認為按照充電量的方式來計量，對于儲能電站非常有利，該方式將系統(tǒng)效率及充放電深度對于儲能電站經濟性的影響降到了最低。雖然該政策可能屬于階段性支持政策，但是目前時點來看將有利于推動儲能輔助服務收入的增加，有助于提前收回投資，減少項目的不確定性。在不同計量方式下，計算100 MW/200 MWh電站計算輔助服務收入的差異，見表2。
2.2.2 中長期內電力現(xiàn)貨市場的發(fā)展將帶動儲能發(fā)展
隨著電力交易市場的完善，在電力現(xiàn)貨交易市場未來將替代輔助服務市場，儲能收益模式也將呈現(xiàn)多元化發(fā)展，其收益也將進一步增厚。國家能源局2021年發(fā)布的《關于進一步做好電力現(xiàn)貨市場建設試點工作的通知》[5]中明確提出在電力現(xiàn)貨市場運行期間由現(xiàn)貨電能量市場代替調峰市場；我國電力現(xiàn)貨市場推進迅速，目前已有13個省參與電力現(xiàn)貨試點。
3 湖南省儲能容量租賃市場分析
3.1 容量租賃市場供需態(tài)勢分析
3.1.1 短期容量租賃的供需情況及價格分析
結合前文分析以及湖南省“十四五”規(guī)劃，預計在2025年末，湖南省儲能容量可達到2.45 GW，見表3。
根據(jù)筆者調研情況了解，目前已投運儲能容量僅為0.17 GW，約3 GW儲能項目中大部分屬于前期狀態(tài)，即使目前全部已規(guī)劃儲能項目全部并網，也僅能夠滿足當前存量項目容量及“十四五”期間原規(guī)劃新增項目租賃需求?？紤]到湖南省新近發(fā)布的“十四五”第一批規(guī)劃[6]已經遠超原規(guī)模，且該批項目要求核準半年后開工，開工一年內并網，而目前整體儲能規(guī)劃及建設規(guī)模均相對滯后，預計明后年大量新能源項目并網時對容量租賃市場的短期需求(6.1 GW)將激增。整體而言，一定時期內因上述供需時間差異的錯配導致短期容量租賃市場明顯供小于求，預計這一情況將至少持續(xù)到2025年前后。
3.1.2 中長期容量租賃的供需將處于供需基本平衡狀態(tài)
隨著新能源建設進程的迅速推進，支撐性電源缺口將快速擴大，導致湖南省對于儲能容量的需求在中長期內持續(xù)存在。對于全省內儲能電站規(guī)劃的規(guī)模，電網規(guī)劃一般滿足當下需求并考慮未來發(fā)展的情況。按照當前湖南省“十四五”規(guī)劃，全省擬新建抽水蓄能電站14座，總裝機規(guī)模達到18.80 GW，足見其對于儲能的需求巨大；而且考慮到上述新增抽水蓄能電站目前僅有部分進入可研階段，預計投產時間可能要滯后于2030年，可以判斷湖南省對于儲能需求長期穩(wěn)定存在。鑒于抽水蓄能電站最終建設并網容量的不確定性較大且并網時點較晚，判斷在長期內湖南省儲能容量租賃市場將主要由電化學儲能主導。在大規(guī)模獨立儲能電站在湖南全省范圍內可規(guī)劃總量一定的情況下，預計未來湖南省電網將根據(jù)實際需求進行規(guī)劃，使儲能容量供需處于基本平衡的狀態(tài)。
3.2 價格預測分析
3.2.1 短期價格仍有上漲空間
根據(jù)筆者調研了解到的情況，湖南省容量租賃市場2021年后已簽約的租賃價格為400～500元/(kW?年)(兩小時時長，下同)不等，且價格呈現(xiàn)上漲趨勢。
3.2.2 長期價格下行但有底線
根據(jù)調研了解到的情況，目前市場上已簽署的十年期長期限租賃協(xié)議的租賃價格為400元/(kW?年)，較測算價格480元/(kW?年)下降17%，并非無底線的大幅度降價。該容量租賃收入下對應的電站全投資回報率約為7%，也反映了獨立儲能電站投資方當前預期的投資回報底線，即從長期來看價格下行趨勢可控。
4 湖南省儲能輔助服務市場分析
4.1 輔助服務市場供需態(tài)勢分析
4.1.1 短期量價齊升
隨著湖南省新能源裝機規(guī)模的繼續(xù)提升，輔助服務市場分攤方將隨之不斷增加，湖南省現(xiàn)有調峰輔助服務交易的總需求也將增加，對應調用量及調用單價預計將實現(xiàn)增長。短期來看，隨著輔助服務市場總量的不斷擴大以及規(guī)則的不斷完善，輔助服務收入將有望持續(xù)增長。
4.1.2 中長期看，電力現(xiàn)貨市場發(fā)展將帶動儲能發(fā)展
儲能未來參與電力市場交易將會有更大的獲利空間。相較于目前輔助服務市場存在調峰價格上限的情況，電力現(xiàn)貨市場理論上不存在價格上限，盈利模式由原來的競價模式轉化為價差模式。以山東省市場正在開展的電力市場交易為例，如圖2所示，2022年5月1—9日，實時市場發(fā)電側小時級電價最小-80元/MWh，最大1300元/MWh，最大價差為1380元/MWh[7]。若在上述日期內，山東省獨立儲能電站在日間光伏電站日間最大出力區(qū)間出現(xiàn)負電價時于現(xiàn)貨市場購進電量，購電不僅不需要支付成本，甚至可以從現(xiàn)貨市場獲利；在晚間等負荷高峰時期放電，其放電收入相當可觀。理論上獨立儲能電站通過充放電的方式參與電力現(xiàn)貨市場后，每MWh充放電最大可獲利1380元，還未考慮充電電量不承擔輸配電價和政府性基金及附加[8]的增益，該價差已遠高于目前各省燃煤基準價格以及輔助服務中的深度調峰價格上限?？梢娫陔娏ΜF(xiàn)貨市場替代輔助服務市場以后，獨立儲能電站的發(fā)展空間更大，可以判斷的是湖南省獨立儲能電站輔助服務交易量及交易價格將在現(xiàn)有基礎上進一步上漲。
4.2 價格預測分析
根據(jù)筆者調研了解到的情況，調用量方面，因參與市場進一步擴容，電化學儲能的調峰輔助服務調用量激增?；谏衔膶τ谳o助服務市場情況分析，可以判斷輔助服務收入為持續(xù)增長的態(tài)勢。
5 儲能電站選址的重要性
儲能電站能否在輔助服務市場持續(xù)獲利，不僅需要進行價格競爭，也需要進行安全校核以及調度競爭。從“經調控中心安全校核后，形成調用排序。調控中心根據(jù)電網深度調峰需求按序調用”的規(guī)則可以看出，是否被調用實際取決于是否能夠通過電網安全校核以及電網深度調峰需求，若電站處于關鍵調度節(jié)點，則其被調用的頻次會更高。從未來競爭的角度看，湖南南部地區(qū)新能源裝機規(guī)模較大，風電、光伏發(fā)電出力特性與湖南省晚高峰用電特性呈現(xiàn)時間錯配，該時段外送通道不暢，在一定時期內均難以改變，因此對于地域性儲能需求巨大。
以湖南北部與南部儲能電站同價格競爭為例，在湖南南部儲能電站將在安全校核及調度需求方面更為有利，通過安全校核及調度需求可以屏蔽大部分北部地區(qū)儲能電站報價，可以有效避免在未來與其他地區(qū)的儲能電站相競爭?？梢钥闯?，儲能電站的宏觀及微觀選址直接決定了儲能電站在輔助服務以及未來現(xiàn)貨市場的競爭力。
6 湖南省獨立儲能電站經濟性測算
6.1 主要性能參數(shù)
本文在經濟性測算時，按照目前主流電池性能進行經濟性相關參數(shù)假設，具體情況見表4。
6.2 經濟性測算參數(shù)取值
6.2.1 容量租賃收入取值情況
短期價格方面，基于上文對湖南省短期容量租賃市場供不應求的市場情況分析，判斷短期容量租賃市場的價格仍然具有一定的上漲空間，因此本文在經濟性測算中選擇與當前市場價格上限相近的480元/(kW?年)作為前3年容量租賃收入測算標準；長期價格方面，目前獨立儲能電站投資方更傾向于簽署3年的短期租賃協(xié)議而非長期限租賃協(xié)議，可以印證目前市場主體對于中長期市場供需分析的判斷仍然是偏向于賣方市場，但本文仍保守選擇當前市場已經簽署的400元/(kW?年)作為后7年容量租賃收入測算標準。
6.2.2 輔助服務收入取值情況
雖然長期來看，輔助服務收入未來將持續(xù)增長，且在電力現(xiàn)貨市場下其將是獨立儲能電站的主要收入來源，但是考慮到目前容量租賃收入與輔助服務收入可能在一段時期內屬于此消彼長的關系，因此本文在測算時選擇按照調研了解到的當前均價180元/(kW?年)作為全周期輔助服務收入。
6.3 經濟性測算結果
按照總投資為3.9億元的100 MW/200 MWh獨立儲能電站，根據(jù)上述主要參數(shù)進行測算(中性估計)，項目可以達到7.77%的全投資收益率。同時，本文對于兩類收入變動對于獨立儲能電站項目內部收益率影響的敏感性分析情況見表5。
6.3.1 樂觀情形展望
受2025年前湖南省新能源項目集中并網帶來的持續(xù)容量需求影響，容量租賃收入可能會出現(xiàn)遠高于當前市場價的情況，而且2022年9月2日發(fā)布的《關于開展2022年新能源發(fā)電項目配置新型儲能試點工作的通知》[9]更是從政府預期角度證明當前容量租賃供給不足；該通知明確2022年底、2023年6月底并網獨立儲能電站將獲得容量獎勵，在計算其作為新能源發(fā)電項目配建的容量時，分別按照裝機容量的1.5倍、1.3倍進行計算，在上述日期前并網的獨立儲能電站的經濟性將大幅度提升，在輔助服務收入不變的情況下，項目全投資收益率將分別大幅提升至15.21%、12.31%，超額收益明顯。同時，該政策受益的獨立儲能電站有限，未享受到獎勵政策的電站預計僅能夠享受到容量租賃價格的短期上漲收益，全投資收益率估計維持在9.31%的水平，但相對目前風電及光伏新能源電站仍已經有明顯提升。
6.3.2 悲觀情形展望
若政策對于儲能容量的強配比例減少或者取消，將會直接影響容量租賃價格，甚至可能導致容量租賃收入歸零。但從上文分析來看，支持性政策一段時期內退出的可能性較低，對于容量租賃價格影響更多的可能是儲能供給端在未來明顯增長，進而出現(xiàn)供需失衡的情況，由此可能導致租賃價格下滑，筆者判斷下降空間將與同等收益率下屆時新投產項目的成本下降空間趨同，預計不會超過40%。
同時，考慮到未來輔助服務收入的持續(xù)增長，并且在電力現(xiàn)貨市場下成為獨立儲能電站的主要收入來源，屆時獨立儲能電站的經濟性將取決于輔助服務收入替代容量租賃收入的程度；在出現(xiàn)替代明顯不足的情況下，即租賃收入下降40%而輔助服務收入僅增長50%，項目全投資收益率將下滑至4.73%以下，項目或將面臨虧損風險。
6.4 鈉離子等競爭技術路線的影響
預計鈉離子電池在規(guī)?；慨a后，可能比磷酸鐵鋰電池低30%～40%[10]。目前，鈉離子電池制造工藝尚未完全成熟，制造規(guī)模較小，其制造成本約為1元/Wh(性能僅可達到磷酸電池的一半)。目前市場上僅有寧德時代、中科海鈉等少數(shù)公司推出鈉離子電池，寧德時代預計2023年實現(xiàn)產業(yè)化生產，中科海鈉2022年7月下線了GWh鈉離子電池生產線。整體來看，鈉離子產業(yè)鏈發(fā)展目前尚處于導入時期，距離行業(yè)出現(xiàn)規(guī)模效應尚需時日，判斷在未來5年內鈉離子電池很難達到在相同性能情況下成本較磷酸鐵鋰下降30%～40%的目標，據(jù)此對于項目投放后第6年租賃收入下降30%的情景進行壓力測試，對應目前參數(shù)下項目全投資收益率下降至6.37%，項目仍然具備一定經濟性。
7 關于獨立儲能電站項目獨立融資可行性探討
在儲能電站的收益模式與確定性尚未明確之前，由于金融機構無法判斷電站自身經濟性，故對于儲能電站項目的融資主要依賴于業(yè)主方的信用支持，金融機構對于項目提供的債權融資更多是站在業(yè)主方信用評估的角度進行可行性判斷。根據(jù)上文的分析，隨著部分區(qū)域獨立儲能電站的開發(fā)政策、運行規(guī)則逐漸清晰，電站自身收益模式、可預期性提升，使得金融機構可對于儲能電站資產價值及現(xiàn)金流進行較為合理的估計與預測，在此情形下儲能電站將具備獨立融資的能力，即在較少或者不依賴信用端增信的情況下基于項目資產端還款能力對于項目進行融資。
同時，相信隨著儲能行業(yè)的發(fā)展及深耕相關行業(yè)的金融機構對其認知的加深，對獨立儲能電站項目的融資產品、模式會得到不斷優(yōu)化與完善，例如一些具備產業(yè)背景的融資租賃公司等機構可開展針對儲能項目建設期、儲能設備上游產業(yè)鏈等階段或領域的融資產品，通過保證項目建設資金、運用財務杠桿，以更好促進獨立儲能電站項目的開發(fā)、建設與運營，并不斷實現(xiàn)產融結合、產融互促的良性互動，為獨立儲能電站行業(yè)的高質效發(fā)展提供支持。
8 對儲能政策建議與展望
目前獨立儲能電站在湖南省已經具備商業(yè)投資價值，雖然湖南省電力結構與市場具有其特殊性，但獨立儲能電站收入分析的邏輯框架基本相通，因此基于上述分析框架可以判斷全國其他地區(qū)的獨立儲能電站是否具備商業(yè)投資價值。目前困擾業(yè)主及金融機構的主要問題是收入的持續(xù)性及穩(wěn)定性，尤其是容量租賃收入部分，建議政府相關部門或者電網機構可以公布本省獨立儲能電站的現(xiàn)狀及規(guī)劃情況，便于市場主體了解市場規(guī)模擴展情況，上文提到的安徽省的做法就非常值得推廣，這樣以來有助于避免新項目盲目上馬導致供需失衡及資源浪費；同時，因電源管理目前仍然具有很強的公共屬性，從引導資源配置和保障投資者投資積極性的角度看，在現(xiàn)貨市場完全滿足獨立儲能電站收益自平衡性之前，應出臺差異化的容量租賃收入引導機制，目前已出臺容量租賃收入指導價的河南省[11]等省份，但未設置容量租賃收入的動態(tài)調整項，尤其是與輔助服務及電力現(xiàn)貨市場收入變動的關系，實際是一種靜態(tài)的價格管理。筆者建議各省應在此基礎上配套與輔助服務及電力現(xiàn)貨市場收入反向關聯(lián)的容量租賃收入相關系數(shù)確定規(guī)則，如在各年度輔助服務及電力現(xiàn)貨市場收入的價格均值基礎上，計算各年度投產的獨立儲能電站在一定投資收益率下的容量租賃收入指導價，進而明確相應調整系數(shù)，保障項目盈利的持續(xù)性及穩(wěn)定性。
備注：湖南省在12月集中并網一批獨立儲能，因論文發(fā)表存在一定時間差，文中裝機數(shù)據(jù)僅供參考。
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