中國儲能網(wǎng)訊：新能源配置儲能應(yīng)確定科學(xué)合理配置比例
——訪國家電網(wǎng)有限公司副總工程師兼國網(wǎng)能源研究院有限公司執(zhí)行董事（院長）、黨委書記歐陽昌裕
隨著新能源的大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用，新能源配置儲能對于提升電力系統(tǒng)靈活性和促進(jìn)新能源消納具有重要作用，也逐漸成為建設(shè)新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐，其發(fā)展思路、成本疏導(dǎo)、商業(yè)模式等廣受關(guān)注。為進(jìn)一步了解新能源配置儲能發(fā)展情況及相關(guān)思路、路徑等，本刊記者專訪了國家電網(wǎng)有限公司副總工程師兼國網(wǎng)能源研究院有限公司執(zhí)行董事（院長）、黨委書記歐陽昌裕。
《中國電業(yè)與能源》：新能源配置儲能在助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮出哪些作用？目前，我國新能源配置儲能情況如何？
歐陽昌裕：黨的二十大報告明確提出加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。對電力行業(yè)來講，就是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。新能源發(fā)電具有隨機性、間歇性和波動性特征，出力具有強不確定性、弱可控性、弱支撐性等特點。新能源發(fā)展特別是中國特色的新能源發(fā)展，將對電力系統(tǒng)電力電量平衡、安全穩(wěn)定運行特別是極端氣象條件下電力安全保供帶來重大挑戰(zhàn)。新能源優(yōu)化配置儲能，兩者融合能夠改善新能源發(fā)電出力特性，進(jìn)而緩解電力系統(tǒng)電力電量在時間和空間上的分布不均衡問題，有利于保障電力穩(wěn)定供應(yīng)、加大系統(tǒng)安全裕度、提升新能源利用率，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
一是新能源優(yōu)化配置儲能有利于保障電力穩(wěn)定供應(yīng)。高比例新能源的強隨機性、波動性，用電負(fù)荷的日益尖峰化，給特定時段的電力電量平衡帶來了巨大挑戰(zhàn)。特別是在高溫、寒潮等極端天氣下，電力電量平衡問題尤為突出。新能源通過優(yōu)化配置儲能，可以在更大時間尺度和空間范圍內(nèi)調(diào)節(jié)互濟(jì)，即通過儲能設(shè)施將在電力系統(tǒng)用電低谷而新能源發(fā)電大發(fā)時段的低效用電力儲存起來，在用電高峰時段再發(fā)電，一定程度上滿足高峰需求、實現(xiàn)高效用，有利于實現(xiàn)電力電量有效平衡。
二是新能源優(yōu)化配置儲能有利于加大系統(tǒng)安全裕度。新能源機組無法提供有效的轉(zhuǎn)動慣量、短路容量和調(diào)頻能力，將導(dǎo)致電力系統(tǒng)頻率電壓支撐調(diào)節(jié)能力降低，安全穩(wěn)定風(fēng)險顯著上升。通過新能源優(yōu)化配置儲能，可以融合提高轉(zhuǎn)動慣量，提升新能源自主支撐控制能力，保障電力系統(tǒng)安全運行。
三是新能源優(yōu)化配置儲能有利于提升新能源利用率。根據(jù)國網(wǎng)能源研究院定量分析，按新能源利用率95%測算，在不考慮新增煤電靈活性改造、新型儲能以及需求側(cè)響應(yīng)資源的情況下，2025年國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)調(diào)峰缺口8000萬千瓦左右，2030年調(diào)峰缺口1.6億千瓦左右。通過新能源優(yōu)化配置儲能，可以提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，支撐高比例新能源高效利用。
近年來，國家和地方政府出臺了一系列政策支持新能源配置儲能發(fā)展。國家相關(guān)部門印發(fā)《關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》等文件，鼓勵和支持新能源配置儲能，提出布局一批配置合理新型儲能的系統(tǒng)友好型新能源電站。全國已有近30個省（市、區(qū)）出臺了“十四五”新型儲能規(guī)劃或新能源配置儲能的政策文件。
在此背景下，我國新能源配置儲能快速起步，累計規(guī)模已占新型儲能總規(guī)模的近三成。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2021年底，我國已建成新型儲能573萬千瓦，其中新能源配置儲能（含光儲、風(fēng)儲和風(fēng)光儲）規(guī)模達(dá)到160萬千瓦（2021年新增70萬千瓦），占比約28%。新能源配置儲能主要布局在山東、安徽、青海等新能源規(guī)模大、調(diào)節(jié)能力有缺口的省份?？紤]到技術(shù)特性、成本情況、建設(shè)條件等因素，目前新能源配置儲能仍主要采用鋰離子電池儲能，建設(shè)成本約為1500—2000元/千瓦時，隨著大型風(fēng)光基地建設(shè)和共享儲能模式發(fā)展，未來有望拓展壓縮空氣儲能等其他新型儲能技術(shù)。
《中國電業(yè)與能源》：現(xiàn)階段新能源配置儲能的思路和路徑是怎樣的？存在哪些挑戰(zhàn)？有何建議？
歐陽昌裕：與歐美發(fā)達(dá)國家相比，我國電源結(jié)構(gòu)以煤電為主，電力系統(tǒng)中靈活電源比重低，系統(tǒng)靈活性不足、調(diào)節(jié)能力不夠問題突出，難以滿足新能源大規(guī)模發(fā)展要求。我國靈活調(diào)節(jié)電源占比僅6%左右，遠(yuǎn)低于歐美日等發(fā)達(dá)國家水平（美國46.6%、意大利47%、西班牙34.3%、日本37%），制約更高比例和更大規(guī)模新能源發(fā)展。沒有儲能等靈活性電源大規(guī)模發(fā)展，就不可能持續(xù)支撐新能源大規(guī)模發(fā)展，也就難以真正構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。當(dāng)前，行業(yè)內(nèi)外對加快發(fā)展新型儲能、提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力已形成共識，而新能源發(fā)電和儲能成本的持續(xù)下降，又為新能源優(yōu)化配置儲能應(yīng)用提供了成本空間。新能源消納、電力安全保供是電力系統(tǒng)全體市場主體的共同責(zé)任，政府是主管部門，發(fā)電主體、電網(wǎng)主體和用電主體、售電主體等按照各自法定職責(zé)承擔(dān)各自責(zé)任，共同維護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和新能源消納。新能源發(fā)電企業(yè)優(yōu)化配置儲能就是承擔(dān)系統(tǒng)安全和消納責(zé)任的重要責(zé)任，也是政府部門出臺文件鼓勵新能源項目配置儲能的依據(jù)所在。
當(dāng)前，新能源優(yōu)化配置儲能在配置要求、發(fā)展模式、應(yīng)用效果等方面仍在探索完善，有待各方共同努力解決。
一是需要優(yōu)化配置要求，結(jié)合各地電力系統(tǒng)實際情況，推進(jìn)新能源側(cè)儲能的科學(xué)經(jīng)濟(jì)配置。新能源優(yōu)化配置儲能既可以用于系統(tǒng)調(diào)峰頂峰，還可以比電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能更有效地平抑出力波動，這些調(diào)節(jié)需求存在明顯的地區(qū)差異。這就需要針對不同地區(qū)新能源發(fā)展規(guī)模、調(diào)節(jié)資源等實際情況，因地制宜確定有針對性、科學(xué)合理的配置比例，明確技術(shù)要求，避免“一刀切”。
二是需要優(yōu)化發(fā)展模式，激發(fā)和變現(xiàn)對電力系統(tǒng)的價值，促進(jìn)新能源配置儲能可持續(xù)發(fā)展。新能源優(yōu)化配置儲能可以提升新能源利用率，但也將帶來投資成本的增加，影響該模式的可持續(xù)發(fā)展。這就需要從電力系統(tǒng)需求的角度出發(fā)，通過新能源出力偏差考核等手段，充分激發(fā)儲能多種復(fù)用功能的價值；并在此基礎(chǔ)上，通過價格、市場等手段，拓展成本疏導(dǎo)機制，讓儲能發(fā)揮的功能價值變現(xiàn)，實現(xiàn)收益渠道多元化。
三是需要優(yōu)化管理機制，統(tǒng)籌自身特性和系統(tǒng)需求，提升新能源配置儲能利用效率。新能源配置儲能處于發(fā)展初期，存在“建而未用”的問題，主要原因包括關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和運行要求不明確，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位，調(diào)度機制和考核規(guī)則不健全。這就需要基于新能源配置儲能本體和運行特性，以滿足電力系統(tǒng)各類調(diào)節(jié)需求為導(dǎo)向，建立科學(xué)的新能源配置儲能利用評價指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，完善調(diào)度運行規(guī)則、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及市場機制，提升新能源配置儲能的利用率。
《中國電業(yè)與能源》：在大規(guī)模推進(jìn)新能源配置儲能的過程中，應(yīng)如何看待隨之而來的成本問題？如何進(jìn)行成本疏導(dǎo)？
歐陽昌裕：新能源發(fā)電具有波動性和不確定性，其并網(wǎng)利用必須依靠火電、抽水蓄能等調(diào)節(jié)性、支撐性電源以及電網(wǎng)的支持，增加了常規(guī)電源、電網(wǎng)等主體的投資和運行成本，這些成本被稱為新能源發(fā)展引起的系統(tǒng)成本。國際權(quán)威機構(gòu)研究表明，新能源電量滲透率超過15%之后，引發(fā)的系統(tǒng)成本將大幅上漲。當(dāng)前，系統(tǒng)成本疏導(dǎo)機制尚不完善，僅有少部分通過輔助服務(wù)市場疏導(dǎo)，大部分由常規(guī)電源無償被動承擔(dān)，這是燃煤電廠發(fā)電利用小時數(shù)連續(xù)下降、效益連續(xù)下降的主要原因，在一定程度上制約了系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的提升。
對于新能源發(fā)電帶來的系統(tǒng)成本增加，理應(yīng)順價消化，最終由全體電力用戶分擔(dān)。在系統(tǒng)成本增加沒能實現(xiàn)順價消化的情況下，按照公平性原則，應(yīng)當(dāng)主要由新能源發(fā)電主體承擔(dān)，不能由其他市場主體分擔(dān)。同時，隨著新能源發(fā)電成本持續(xù)下降，已逐步低于燃煤發(fā)電基準(zhǔn)價，新能源發(fā)電的收益空間進(jìn)一步增加，由新能源承擔(dān)更多系統(tǒng)成本的條件趨于成熟。從本質(zhì)上來看，新能源優(yōu)化配置儲能就是通過配置儲能自帶調(diào)節(jié)能力，承擔(dān)其自身帶來系統(tǒng)成本中的電源調(diào)節(jié)成本。在當(dāng)前市場設(shè)計和價格機制尚不完善、無法有效疏導(dǎo)這部分調(diào)節(jié)成本的情況下，采用新能源優(yōu)化配置儲能的方式可以通過新能源上網(wǎng)電價有效疏導(dǎo)新能源優(yōu)化配置儲能的成本投入，快速提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，支撐更大規(guī)模新能源發(fā)展。
目前新能源優(yōu)化配置儲能的成本主要由新能源上網(wǎng)電價分?jǐn)?，隨著未來市場設(shè)計和價格機制的完善，新能源優(yōu)化配置儲能成本的疏導(dǎo)機制將進(jìn)一步拓展，逐步向市場疏導(dǎo)為主演變，主要有新能源上網(wǎng)電價分?jǐn)偂⑴c輔助服務(wù)市場、參與現(xiàn)貨市場等機制。一是由新能源上網(wǎng)電價分?jǐn)?。未來一段時期內(nèi)，新能源發(fā)電成本仍將保持持續(xù)下降趨勢，即使新能源上網(wǎng)電價也隨之下降，仍有一定的成本空間來支持配套儲能建設(shè)。二是參與輔助服務(wù)市場獲取收入。多地有調(diào)峰輔助服務(wù)補償價格政策，但目前真正參與的儲能主體還不多，補償價格也普遍較火電深度調(diào)峰偏低，只能勉強實現(xiàn)盈虧平衡或微利。三是參與現(xiàn)貨市場。目前甘肅、福建、四川等地的電力現(xiàn)貨市場購售價差低于新型儲能盈虧平衡點（0.65~0.7元/千瓦時），單獨依靠參與現(xiàn)貨市場無法實現(xiàn)儲能盈利。綜合來看，新能源優(yōu)化配置儲能成本疏導(dǎo)應(yīng)圍繞電力系統(tǒng)需求，深度挖掘儲能的細(xì)分應(yīng)用場景，充分發(fā)揮其多種功能價值，并與綠證、綠電、電碳市場融合，創(chuàng)新商業(yè)模式，拓展疏導(dǎo)機制，通過綜合施策，實現(xiàn)新能源配置儲能在電力系統(tǒng)中的高效利用和合理回報。
《中國電業(yè)與能源》：在您看來，推動新能源配置儲能安全健康發(fā)展的關(guān)鍵在哪里？需要從哪些方面著重發(fā)力？
歐陽昌裕：新能源優(yōu)化配置儲能可以提升新能源涉網(wǎng)特性、提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，有利于保障電力系統(tǒng)安全運行，但是儲能本體的安全問題也已經(jīng)成為不容忽視的重要問題。目前新能源配置儲能多采用以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲能，雖然近年來電化學(xué)儲能技術(shù)迅速發(fā)展，已實現(xiàn)初步商業(yè)化應(yīng)用，但在安全技術(shù)、管理機制等方面還存在不足，安全風(fēng)險隱患日益凸顯。近年來，國內(nèi)外電化學(xué)儲能事故頻發(fā)，比如2021年4月16日北京豐臺光儲充示范項目起火爆炸事故，造成重大損失。
未來我國新能源配置儲能有望實現(xiàn)更大規(guī)模增長，相較于其他儲能，新能源優(yōu)化配置儲能往往位于相對偏遠(yuǎn)的地區(qū)，而且在現(xiàn)有成本疏導(dǎo)機制下對其開展運行維護(hù)的動力不足，面臨的安全風(fēng)險更為嚴(yán)重。為保障新能源配置儲能的安全發(fā)展，需要關(guān)注以下幾方面問題。一是技術(shù)層面安全問題尚未根本解決。雖然國家標(biāo)準(zhǔn)要求電池應(yīng)能承受一定的濫用條件，但各類電池?zé)崾Э貦C理、燃燒特性不盡相同，受電、熱、機械激源等影響，容易引發(fā)熱失控而起火，甚至發(fā)生爆炸。即使撲滅了初期燃燒明火，在24至72小時內(nèi)仍有可能出現(xiàn)復(fù)燃，現(xiàn)有技術(shù)難以解決熱失控狀態(tài)監(jiān)測、抑制電池復(fù)燃等問題。二是安全管理機制尚不健全。投資、生產(chǎn)、建設(shè)、租賃、運維等各方安全責(zé)任不夠清晰。建設(shè)工程消防設(shè)計審查驗收、傳統(tǒng)電氣工程安裝驗收規(guī)范未對儲能電站進(jìn)行明確定位，儲能電站工程驗收和消防驗收依據(jù)不足。三是部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較為滯后。安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在缺失，現(xiàn)行《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》（GB 51048-2014）未對建筑物及設(shè)備的防火等級、可燃?xì)怏w探測器的配置等要求作出明確規(guī)定；并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求偏低，《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》（GB/T 36547-2018）關(guān)于動態(tài)響應(yīng)特性、故障穿越能力等指標(biāo)低于電網(wǎng)運行要求，儲能電站的設(shè)計、施工、驗收等環(huán)節(jié)沒有形成有效的安全和并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。
針對上述問題，重點應(yīng)在以下方面發(fā)力：一是深化產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新，開展高安全電池和安全防控技術(shù)攻關(guān)，通過技術(shù)創(chuàng)新和試點示范，突破電化學(xué)儲能安全瓶頸，提升自身安全性。二是健全電化學(xué)儲能安全標(biāo)準(zhǔn)體系，加快制修訂儲能質(zhì)量和安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從國家層面出臺儲能電站消防設(shè)計驗收、狀態(tài)監(jiān)測評價等強制性要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；加強儲能產(chǎn)品檢測認(rèn)證能力建設(shè)，重點提升以系統(tǒng)整機為對象的檢測能力，建立國家級儲能安全和質(zhì)量檢測認(rèn)證機構(gòu)。三是進(jìn)一步細(xì)化儲能電站安全管理規(guī)定，明確電站各方安全管理職責(zé)；強化儲能電站安全準(zhǔn)入管理，嚴(yán)把源頭質(zhì)量關(guān)；建立多部門儲能電站消防聯(lián)動機制，提升消防應(yīng)急救援能力。
《中國電業(yè)與能源》：在完善市場機制促進(jìn)新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，還需要進(jìn)行哪些努力？
歐陽昌裕：新能源優(yōu)化配置儲能是近期新型儲能發(fā)展的主力軍，參與市場是新能源優(yōu)化配置儲能獲得收益的重要方向。國家也正在積極推動包含新能源側(cè)在內(nèi)的各類新型儲能參與市場，《關(guān)于進(jìn)一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》提出，鼓勵新型儲能通過電力市場疏導(dǎo)成本、獲取收益，新型儲能可以作為獨立主體或與所屬電源聯(lián)合參與輔助服務(wù)、中長期交易、現(xiàn)貨交易等。目前，各省新型儲能參與市場以參與調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場為主，青海、山東等地在中長期市場和現(xiàn)貨市場進(jìn)行了探索?？傮w來看，關(guān)于新型儲能的市場機制、價格政策等尚不完善，需要在實踐中不斷探索優(yōu)化。
一是加快推動新型儲能市場政策落地。落實《電力輔助服務(wù)管理辦法》《關(guān)于進(jìn)一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》等文件要求，各地能源主管部門抓緊完善新型儲能管理和交易規(guī)則，制定本地區(qū)適應(yīng)新型儲能參與市場的并網(wǎng)運行、輔助服務(wù)管理實施細(xì)則，加快新能源和儲能聯(lián)合參與市場、新能源配置儲能轉(zhuǎn)獨立儲能、新能源配置儲能部分容量獨立、部分容量聯(lián)合參與市場模式等政策落地。
二是優(yōu)化新型儲能市場交易機制。交易組織上，充分發(fā)揮新型儲能容量、電量多重價值，允許同時參與各類電力市場，在交易申報、交易出清、調(diào)度調(diào)用環(huán)節(jié)同其他市場主體享有同等權(quán)利，提升利用效率。交易模式上，推動新型儲能與新能源打捆參與中長期交易，鼓勵簽訂頂峰和低谷時段市場合約。交易品種上，引入有償一次調(diào)頻、慣量、爬坡等新交易品種。交易價格上，注重提升市場的價格發(fā)現(xiàn)效率和價值培育能力，引導(dǎo)新型儲能技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新；合理擴大現(xiàn)貨市場限價范圍，提升調(diào)峰輔助服務(wù)市場補償標(biāo)準(zhǔn)，完善“按效果付費”的輔助服務(wù)補償機制，將具有容量支撐能力的新型儲能納入容量補償范圍。
三是制定新型儲能市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。明確新型儲能在各類市場中的容量準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及參與電力市場的電源或負(fù)荷身份。針對新能源配置儲能、獨立儲能電站等不同類別，出臺相應(yīng)的市場管理規(guī)范，明確參與批發(fā)零售市場的邊界，建立健全相關(guān)注冊、交易和結(jié)算規(guī)則。
