國(guó)外新型儲(chǔ)能政策研究及對(duì)中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的啟示
李敬如, 萬志偉, 宋毅, 孫充勃, 金強(qiáng)
國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京 102209
引用本文
李敬如, 萬志偉, 宋毅, 等. 國(guó)外新型儲(chǔ)能政策研究及對(duì)中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的啟示[J]. 中國(guó)電力, 2022, 55(11): 1-9.
LI Jingru, WAN Zhiwei, SONG Yi, et al. Research on new type energy storage policies of overseas countries and inspirations to energy storage development in china[J]. Electric Power, 2022, 55(11): 1-9.
引言
新型儲(chǔ)能作為一種靈活性資源，是支撐新能源大規(guī)模并網(wǎng)的重要技術(shù)手段。近年來，美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家在推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型的過程中，出臺(tái)了一系列促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展的政策法規(guī)，有效推動(dòng)了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
截至2021年底，全球儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模為25.4 GW（不含抽水蓄能）。其中，中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞占主要份額，裝機(jī)規(guī)模分別為5.7 GW、6.5 GW、2.1 GW、1.0 GW，排名世界前十[1]。
根據(jù)美國(guó)能源信息署（EIA）公布數(shù)據(jù)，2020—2023年，美國(guó)儲(chǔ)能年度新增規(guī)模預(yù)計(jì)從1.4 GW增長(zhǎng)到5 GW，與風(fēng)、光等新能源年度新增規(guī)模的配置比例由5.6%上升到24.4%[2]。相較而言，中國(guó)2021年風(fēng)、光等新能源新增規(guī)模為101 GW，儲(chǔ)能新增規(guī)模為2.45 GW，平均配置比例僅為2.4%[1]，發(fā)展建設(shè)明顯滯后于新能源。
雖然中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模龐大，且發(fā)展?jié)摿薮?，但是目前尚處于商業(yè)化初期，市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模式不成熟，市場(chǎng)投資意愿較低，因此，2021年新增儲(chǔ)能中電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能占比較高，分別為41%和35%，用戶側(cè)儲(chǔ)能占比僅為24%，在促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展的政策和市場(chǎng)方面與美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家存在明顯的區(qū)別。
1.美國(guó)儲(chǔ)能政策
美國(guó)近幾年儲(chǔ)能發(fā)展迅速，是全球規(guī)模最大的儲(chǔ)能市場(chǎng)，同時(shí)美國(guó)也是發(fā)布儲(chǔ)能相關(guān)政策最為活躍的國(guó)家，聯(lián)邦和各州從財(cái)稅支持政策、參與電力市場(chǎng)機(jī)制、明確發(fā)展目標(biāo)等方面，出臺(tái)了系列政策、法規(guī)支持儲(chǔ)能發(fā)展。
1.1 財(cái)稅支持
美國(guó)聯(lián)邦政府層面的財(cái)稅支持政策主要包括加速成本回收（MACRS）和投資稅收減免（ITC）兩方面。其中，獨(dú)立儲(chǔ)能或者75%以下充電量來自光伏的儲(chǔ)能設(shè)施可享受為期7年的MACRS補(bǔ)貼，75%及以上充電量來自光伏的儲(chǔ)能可享受為期5年的MACRS補(bǔ)貼和最高30%的稅收減免[3]。為進(jìn)一步激勵(lì)獨(dú)立儲(chǔ)能發(fā)展，2021年11月美國(guó)眾議院通過《Build Back Better》法案，提出5 kW·h以上儲(chǔ)能系統(tǒng)最高可享受30%的稅收減免[4]。
除此之外，美國(guó)各州政府也出臺(tái)了相應(yīng)的財(cái)稅支持政策。2018年11月，馬薩諸塞州通過《太陽(yáng)能可再生能源目標(biāo)（SMART）》，明確提出為光伏配套的儲(chǔ)能提供最高0.06美元/(kW·h)的發(fā)電補(bǔ)貼[5]。加利福尼亞州2009年將儲(chǔ)能納入自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃（SGIP）的補(bǔ)貼范圍，并在2021年12月進(jìn)一步明確儲(chǔ)能安裝補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為0.18~0.5美元/(W·h)[6]。2022年，加利福尼亞州要求所有商業(yè)建筑配置“光伏+儲(chǔ)能”，限制光伏反送電量不超過發(fā)電量的10%。
早期，美國(guó)主要對(duì)光伏設(shè)施提供財(cái)稅補(bǔ)貼，而配套建設(shè)儲(chǔ)能也能享受相應(yīng)的優(yōu)惠，但是近年來，聯(lián)邦政府對(duì)獨(dú)立儲(chǔ)能更加重視，尤其是在光伏規(guī)模逐漸擴(kuò)大的情況下，儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)能力將會(huì)發(fā)揮更大的作用，因此，政府通過獨(dú)立儲(chǔ)能優(yōu)惠政策和限制光伏反送等方式鼓勵(lì)儲(chǔ)能的建設(shè)。
1.2 市場(chǎng)機(jī)制
自2007年起，為促進(jìn)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)，美國(guó)多次完善電力市場(chǎng)交易機(jī)制。美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)（FERC）分別于2007年和2008年發(fā)布890號(hào)法令和719號(hào)法令，要求區(qū)域輸電組織/獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（RTO/ISO）允許儲(chǔ)能進(jìn)入電力批發(fā)市場(chǎng)。2011年發(fā)布的755號(hào)法令、2013年發(fā)布的784號(hào)法令和792號(hào)法令對(duì)儲(chǔ)能參與調(diào)頻服務(wù)做出明確規(guī)定，要求各區(qū)域市場(chǎng)允許儲(chǔ)能參與各類服務(wù)市場(chǎng)并獲得相應(yīng)的收益。美國(guó)充分認(rèn)可了儲(chǔ)能作為靈活性調(diào)節(jié)資源對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的作用，從聯(lián)邦政策層面確保了用戶投資建設(shè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的盈利方式。
雖然FERC在2007—2013年間發(fā)布的各項(xiàng)法令規(guī)定了儲(chǔ)能能夠參與各類電力市場(chǎng)，但是其他法令和RTO/ISO的部分規(guī)定對(duì)于儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)有一定限制，市場(chǎng)機(jī)制繁瑣復(fù)雜，影響了美國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)的增長(zhǎng)前景。因此FERC在2018年發(fā)布第841號(hào)法令，要求RTOs和ISOs消除儲(chǔ)能參與容量市場(chǎng)、能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)的障礙條款，針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的物理、運(yùn)行特性，建立包含市場(chǎng)規(guī)則在內(nèi)的參與模型，為儲(chǔ)能參與批發(fā)市場(chǎng)創(chuàng)造條件[7]。2020年，F(xiàn)ERC發(fā)布第2222號(hào)法令，放開屋頂太陽(yáng)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能等分布式資源進(jìn)入電力市場(chǎng)，為儲(chǔ)能的成本回收和盈利提供良好的市場(chǎng)環(huán)境[8]。
市場(chǎng)機(jī)制的完善對(duì)于儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展具有明顯的促進(jìn)作用，也有利于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。從區(qū)域分布看，大約74%的大規(guī)模電池儲(chǔ)能部署在RTO/ISO地區(qū)[9]。美國(guó)最大的區(qū)域性電力市場(chǎng)（PJM市場(chǎng)）中，電池儲(chǔ)能以調(diào)頻服務(wù)為主，平均持續(xù)放電時(shí)間為45 min，2017年為系統(tǒng)提供了46.5%的調(diào)頻需求。加州電力市場(chǎng)中，電池儲(chǔ)能以提升電網(wǎng)可靠性服務(wù)為主，平均持續(xù)放電時(shí)間為4 h，2020年8月，極端高溫天氣、新能源出力不穩(wěn)定、靈活性資源不足等因素導(dǎo)致電力供需緊張，加州實(shí)施居民用戶輪流停電措施，儲(chǔ)能設(shè)施起到了支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的作用。
1.3 發(fā)展規(guī)劃
聯(lián)邦政府層面尚未制定明確的儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)，但I(xiàn)EA對(duì)未來幾年的儲(chǔ)能規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè)，如圖1所示，預(yù)計(jì)到2023年，美國(guó)大型儲(chǔ)能總規(guī)模將超過12 GW，其中約40%的大型儲(chǔ)能將部署在加州市場(chǎng)[9]。
圖1 美國(guó)2015—2023年大型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模
Fig.1 Large-scale energy storage cumulative power capacity from 2015 to 2023 of the United States
美國(guó)多個(gè)州制定了清潔能源發(fā)展計(jì)劃，明確了儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)，如表1所示。以加利福尼亞州為例，2022年2月，其公共事業(yè)委員會(huì)（CPUC）批準(zhǔn)了一項(xiàng)長(zhǎng)期清潔能源計(jì)劃，提出到2032年新增新能源25.50 GW、儲(chǔ)能14.75 GW。儲(chǔ)能新增規(guī)模達(dá)到新能源新增規(guī)模的58%[10]。同時(shí)，加利福尼亞州通過自上而下的采購(gòu)指令，要求PG&E、SCE、SDG&E等公用事業(yè)公司部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，以推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
表1 美國(guó)部分州清潔能源發(fā)展計(jì)劃
Table 1 Clean energy plans of some states in the United States
目前，為滿足新能源快速發(fā)展需求，加利福尼亞州正在積極部署“光伏+儲(chǔ)能”項(xiàng)目，如表2所示，儲(chǔ)能配置比例大多超過40%，充放電時(shí)長(zhǎng)以4 h為主。
表2 加州典型“光伏+儲(chǔ)能”項(xiàng)目
Table 2 Typical “solar + storage” projects in California
2.英國(guó)儲(chǔ)能政策
英國(guó)主要依托其成熟的電力市場(chǎng)機(jī)制，通過政策不斷完善市場(chǎng)機(jī)制，為儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)交易提供良好的市場(chǎng)環(huán)境，對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新提供資金支持，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化規(guī)?；l(fā)展。
2.1 完善市場(chǎng)機(jī)制
英國(guó)電力和燃?xì)馐袌?chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)（Ofgem）最早在2004年修訂的《電力法》中明確規(guī)定發(fā)電行業(yè)的監(jiān)管規(guī)則適用于電力存儲(chǔ)的設(shè)施[11]。但Ofgem對(duì)于儲(chǔ)能的定義模糊不清，儲(chǔ)能作為發(fā)電主體和終端用戶，參與市場(chǎng)存在較大的限制。直到2017年，英國(guó)商務(wù)能源與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部（BEIS）和Ofgem聯(lián)合發(fā)布《Upgrading Our Energy System：Smart Systems and Flexibility Plan》，將儲(chǔ)能作為發(fā)電主體的單一分類，而不是終端消費(fèi)用戶，強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)能在削峰填谷和電力供應(yīng)保障等方面的作用，計(jì)劃在儲(chǔ)能定義、規(guī)劃、并網(wǎng)、補(bǔ)貼、交易機(jī)制等方面進(jìn)行調(diào)整，消除儲(chǔ)能在市場(chǎng)監(jiān)管等方面的障礙，構(gòu)建靈活電力市場(chǎng)機(jī)制，推動(dòng)英國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展[12]。
在市場(chǎng)監(jiān)管方面，英國(guó)將50 MW及以上的儲(chǔ)能項(xiàng)目（威爾士地區(qū)為350 MW以上）納入國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，由中央政府進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃審批[12]，延長(zhǎng)了大型儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)流程。2020年7月，BEIS取消國(guó)家規(guī)劃中對(duì)儲(chǔ)能部署容量的限制，允許英格蘭地區(qū)部署50 MW以上儲(chǔ)能、威爾士地區(qū)部署350 MW以上儲(chǔ)能，由地方政府進(jìn)行規(guī)劃審批，項(xiàng)目規(guī)劃周期預(yù)期縮短3個(gè)月以上[13]。
在儲(chǔ)能并網(wǎng)方面，為了實(shí)現(xiàn)輸配電網(wǎng)建設(shè)成本的回收，英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商向用戶和發(fā)電主體征收平衡服務(wù)系統(tǒng)使用費(fèi)，由于早期電力法對(duì)儲(chǔ)能的定義不清，具備充放電特性的儲(chǔ)能會(huì)被雙重收費(fèi)，產(chǎn)生高額過網(wǎng)費(fèi)，降低了儲(chǔ)能的實(shí)際運(yùn)營(yíng)收益。2020年5月，Ofgem明確提出對(duì)儲(chǔ)能的電價(jià)政策進(jìn)行修訂，將儲(chǔ)能作為發(fā)電主體，在放電時(shí)收取費(fèi)用[14]。
在參與市場(chǎng)方面，英國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目參與電力市場(chǎng)獲利主要包括峰谷套利、輔助服務(wù)、容量市場(chǎng)等，儲(chǔ)能參與容量市場(chǎng)的收益較低，但是可以同時(shí)參與其他電力市場(chǎng)以提高收益。
在峰谷套利方面，目前，英國(guó)日前市場(chǎng)的平均價(jià)差顯著提高，儲(chǔ)能價(jià)格不斷下降，獨(dú)立儲(chǔ)能或新能源配套儲(chǔ)能通過平衡單元等負(fù)荷聚合商參與日前市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)，已基本具備盈利能力。2022年2月17日的英國(guó)日前市場(chǎng)電價(jià)如圖2所示，峰谷電價(jià)差達(dá)到200歐元/(MW·h)，2 h和4 h儲(chǔ)能的平均峰谷套利價(jià)差為192歐元/(MW·h)、160歐元/(MW·h)左右。據(jù)測(cè)算分析，2、4 h儲(chǔ)能日均套利價(jià)差達(dá)到149歐元/(MW·h)（約合人民幣1.02元/(kW·h)）、111歐元/(MW·h)（約合人民幣0.76元/(kW·h)），即可實(shí)現(xiàn)盈利（目標(biāo)杠桿回報(bào)率為10%）。
圖2 2022年2月17日英國(guó)日前電力市場(chǎng)電價(jià)
Fig.2 Electricity price in day-ahead market of the United Kingdom on February 17, 2022
在輔助服務(wù)方面，英國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目主要參與固定頻率響應(yīng)（FFR）和增強(qiáng)頻率響應(yīng)（EFR）等服務(wù)。FFR要求一次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間10 s，持續(xù)時(shí)間20 s，二次調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間30 s，持續(xù)時(shí)間30 min[15]，一般由可再生能源、儲(chǔ)能、負(fù)荷參與，2018年，英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)將FFR合同從2年延長(zhǎng)至4年，提高了儲(chǔ)能參與FFR的收入穩(wěn)定性。2015年底，英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)引入EFR服務(wù)品種，調(diào)頻響應(yīng)時(shí)間1 s以內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)更短時(shí)間的系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)[16]，目前EFR調(diào)頻需求主要由儲(chǔ)能滿足，市場(chǎng)規(guī)模從2016年的200 MW增長(zhǎng)到2021年的1.2 GW。
2.2 財(cái)政補(bǔ)貼
2019年4月起，英國(guó)取消了針對(duì)小型低碳能源的上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策（feed in tariff，F(xiàn)IT），戶用光伏平價(jià)上網(wǎng)，延緩了戶用光伏市場(chǎng)的增長(zhǎng)。在缺乏相應(yīng)財(cái)稅補(bǔ)貼的情況下，戶用光伏配套儲(chǔ)能和戶用儲(chǔ)能發(fā)展緩慢，隨著電價(jià)差的增大，戶用光儲(chǔ)和儲(chǔ)能將迎來快速增長(zhǎng)。
相比之下，英國(guó)對(duì)于大型儲(chǔ)能和儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新提供了一定的資金支持。2017年，英國(guó)政府開展法拉第電池挑戰(zhàn)計(jì)劃（Faraday Battery Challenge），到2022年累計(jì)為儲(chǔ)能項(xiàng)目提供了3.3億英鎊的資金支持，其中1.08億英鎊用于高校等獨(dú)立機(jī)構(gòu)研究電化學(xué)儲(chǔ)能前沿技術(shù)、市場(chǎng)分析和商業(yè)化等，0.9億英鎊用于商業(yè)合作機(jī)構(gòu)研究?jī)?chǔ)能成本、性能、回收等，1.2億英鎊用于建設(shè)英國(guó)電池工業(yè)中心，實(shí)現(xiàn)電池產(chǎn)能提升和規(guī)?；蚧季?。2020年11月，英國(guó)政府提出的“綠色工業(yè)變革十項(xiàng)關(guān)鍵計(jì)劃”[17]中計(jì)劃提供1億英鎊支持能量存儲(chǔ)和靈活性創(chuàng)新技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)高比例可再生能源系統(tǒng)下小時(shí)、天、月等不同時(shí)間尺度的能量存儲(chǔ)。
3.澳大利亞儲(chǔ)能政策
與美國(guó)相似，澳大利亞為了促進(jìn)儲(chǔ)能的快速發(fā)展，在財(cái)稅支持、市場(chǎng)機(jī)制和發(fā)展規(guī)劃等方面制定了較為全面的支持政策，但澳大利亞政府對(duì)戶用光儲(chǔ)的補(bǔ)貼力度較大，因此戶用儲(chǔ)能的發(fā)展規(guī)模明顯快于大型儲(chǔ)能。
3.1 財(cái)稅支持政策
在大型電池儲(chǔ)能項(xiàng)目方面，2012年，澳大利亞可再生能源署（ARENA）成立，為可再生能源技術(shù)從早期的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)創(chuàng)新到商業(yè)領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用提供資金支持。截至2021年，ARENA已累計(jì)為39個(gè)電池儲(chǔ)能項(xiàng)目提供2.2億澳元資金支持，項(xiàng)目總價(jià)值超過9.7億澳元[18]。2022年ARENA明顯加大了對(duì)大型儲(chǔ)能的支持力度，公布了新一期的1億澳元儲(chǔ)能項(xiàng)目資金支持計(jì)劃，用于建設(shè)電網(wǎng)側(cè)大型儲(chǔ)能，為電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻等系統(tǒng)服務(wù)[19]。2012年，澳大利亞政府發(fā)布了清潔能源金融公司法案，根據(jù)法案成立了清潔能源金融公司（CEFC），計(jì)劃拿出100億澳元用于澳大利亞可再生能源、能源效率和低排放技術(shù)的商業(yè)化和部署，同時(shí)成立了清潔能源創(chuàng)新基金，為清潔能源項(xiàng)目提供貸款、融資等資金支持，2020—2021年期間，CEFC在可再生能源領(lǐng)域投入超過8.1億澳元。
在戶用光儲(chǔ)和儲(chǔ)能方面，能源市場(chǎng)委員會(huì)（AEMC）通過上網(wǎng)電價(jià)（FIT）為家庭建設(shè)戶用光伏提供補(bǔ)貼，積極推動(dòng)屋頂光伏發(fā)展。目前，已有超過30%的家庭安裝屋頂光伏，除此之外，澳大利亞電價(jià)近幾年也在不斷上漲，為光伏配套儲(chǔ)能提供了巨大的發(fā)展空間。2021年8月，AEMC規(guī)定電力公司可以調(diào)整光伏上網(wǎng)電價(jià)，并在光伏大規(guī)模返送時(shí)向光伏用戶征收上網(wǎng)費(fèi)，激發(fā)了戶用光伏配套儲(chǔ)能的需求[20]。
在市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上，澳大利亞各州政府出臺(tái)無息貸款、投資補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)戶用型儲(chǔ)能發(fā)展。2021年12月，新南威爾士州政府修訂《Enpowering Homes Solar Battery Loan》計(jì)劃，向戶用型光儲(chǔ)、儲(chǔ)能提供最高14 000澳元、9 000澳元的無息貸款[21]。2022年2月，維多利亞州修訂《Solar Victoria》計(jì)劃，向用戶提供最高3 500澳元的光伏配套儲(chǔ)能投資補(bǔ)貼[22]；北領(lǐng)地政府制定了《家庭和企業(yè)電池計(jì)劃（HBBS）》，為用戶型儲(chǔ)能提供450澳元/(kW·h)、最多不超過6 000澳元的投資補(bǔ)貼[23]。其他各州也紛紛出臺(tái)與戶用儲(chǔ)能相關(guān)的補(bǔ)貼政策，進(jìn)一步推動(dòng)戶用儲(chǔ)能的規(guī)?；l(fā)展。
3.2 市場(chǎng)機(jī)制
澳大利亞的戶用儲(chǔ)能在財(cái)政補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上，通過峰谷套利、虛擬電廠等方式參與市場(chǎng)并獲取收益，而大型儲(chǔ)能項(xiàng)目則通過參與國(guó)家電力市場(chǎng)（NEM）盈利。NEM由澳大利亞政府電力部門在1998年成立，由AEMC負(fù)責(zé)制定規(guī)則、能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)（AER）進(jìn)行監(jiān)管、能源市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)（AEMO）進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，覆蓋澳大利亞6個(gè)州及地區(qū)。NEM的市場(chǎng)機(jī)制較為成熟，但是針對(duì)大型儲(chǔ)能的規(guī)則尚不完善，充放電特性要求儲(chǔ)能在發(fā)電主體和用戶兩種類別進(jìn)行注冊(cè)，雙重收費(fèi)機(jī)制影響了大型儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的收益。因此，2021年12月，AEMC規(guī)定儲(chǔ)能可以注冊(cè)為綜合資源供應(yīng)商（IRP），作為單一主體參與市場(chǎng)，解決了儲(chǔ)能設(shè)施參與NEM的注冊(cè)流程繁瑣、收益降低等問題。
在NEM市場(chǎng)中，大型儲(chǔ)能主要參與輔助服務(wù)市場(chǎng)和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)獲取收益，2021年澳大利亞在運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目參與輔助服務(wù)市場(chǎng)以提供頻率控制和輔助服務(wù)（FCAS）為主，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)大多為1~2 h，收入占總收入的80%左右。2021年10月，AEMC將NEM市場(chǎng)結(jié)算機(jī)制由30 min調(diào)整為5 min，進(jìn)一步提高了儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)的盈利能力。
在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)方面，AEMC規(guī)定電價(jià)不得大于15000澳元/(MW·h)，不得小于–1000澳元/(MW·h)，參考NEM公布的實(shí)時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)，峰段電價(jià)一般大于600澳元/(MW·h)，谷段電價(jià)一般小于300澳元/(MW·h)，基本滿足盈利要求，隨著可再生能源發(fā)電占比增加，電價(jià)波動(dòng)加大，大型儲(chǔ)能通過峰谷套利獲得的收益會(huì)進(jìn)一步提升。
3.3 發(fā)展規(guī)劃
2021年12月，澳大利亞能源市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)（AEMO）發(fā)布2022年綜合能源計(jì)劃（ISP2022），計(jì)劃到2049年儲(chǔ)能規(guī)模接近60 GW，預(yù)測(cè)規(guī)模如圖3所示[24]。其中，戶用型儲(chǔ)能（含光儲(chǔ)）占比70%，大型電池儲(chǔ)能占比20%，抽蓄等其他儲(chǔ)能占比10%。
圖3 AEMO儲(chǔ)能規(guī)模預(yù)測(cè)
Fig.3 AEMO forecast of energy storage capacity
4.中國(guó)儲(chǔ)能政策
國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能發(fā)展起步較晚，從2021年開始，國(guó)家發(fā)改委、能源局相繼發(fā)布一系列政策，促進(jìn)新型儲(chǔ)能發(fā)展。2022年2月，國(guó)家發(fā)改委、能源局印發(fā)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》，從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)3個(gè)方面給出了新型儲(chǔ)能規(guī)?；l(fā)展的思路和措施，并在市場(chǎng)體系、價(jià)格機(jī)制、商業(yè)模式等方向進(jìn)一步加快新型儲(chǔ)能市場(chǎng)化步伐[25]。2022年6月，國(guó)家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步推動(dòng)新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)和調(diào)度運(yùn)用的通知》[26]，進(jìn)一步明確新型儲(chǔ)能市場(chǎng)定位，建立完善相關(guān)市場(chǎng)機(jī)制、價(jià)格機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制，引導(dǎo)新型儲(chǔ)能行業(yè)有序發(fā)展。
在儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃層面，湖北、浙江、廣東、安徽、河北、內(nèi)蒙古等省市明確提出儲(chǔ)能規(guī)劃，如表3所示，到2025年新型儲(chǔ)能裝機(jī)共計(jì)39.7 GW。其中青海、甘肅儲(chǔ)能規(guī)模最大，2025年新型儲(chǔ)能預(yù)計(jì)裝機(jī)6 GW。
表3 中國(guó)各省市儲(chǔ)能規(guī)劃
Table 3 Energy storage plans of provinces and cities in China
在新能源配套儲(chǔ)能方面，目前國(guó)內(nèi)光伏、風(fēng)電接入規(guī)模龐大，為確保新能源消納和電網(wǎng)安全，20個(gè)省（市、自治區(qū)）出臺(tái)了集中式風(fēng)電、光伏項(xiàng)目強(qiáng)制配套儲(chǔ)能的政策要求，但儲(chǔ)能配置比例不高，約為10%~20%，配置時(shí)長(zhǎng)以1~2 h為主。2021年12月，河北省、遼寧省對(duì)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的要求已提高到4 h。同時(shí)，少數(shù)地區(qū)出臺(tái)了分布式光伏項(xiàng)目配置儲(chǔ)能的政策要求，山東省棗莊市于2021年11月發(fā)布《棗莊市分布式光伏開發(fā)建設(shè)規(guī)范（試行）》，提出按照裝機(jī)容量的15%~30%、時(shí)長(zhǎng)2~4 h配置儲(chǔ)能設(shè)施，或租賃同等容量的共享儲(chǔ)能設(shè)施。
在市場(chǎng)機(jī)制方面，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有儲(chǔ)能設(shè)施主要通過峰谷電價(jià)套利、輔助服務(wù)獲取收益。2021年7月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》，提出科學(xué)劃分峰谷時(shí)段，建立尖峰電價(jià)機(jī)制，健全季節(jié)性電價(jià)機(jī)制。根據(jù)各省調(diào)研情況，儲(chǔ)能的建設(shè)成本在1 700元/(kW·h)左右，每天充放電2次，分別在谷段和平段充電，在峰段放電，投資回收期為6~8年。2021年12月，國(guó)家能源局發(fā)布《電力并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》以及《電力輔助服務(wù)管理辦法》，明確將用戶側(cè)新型儲(chǔ)能納入提供輔助服務(wù)的主體范圍，并在原有調(diào)頻調(diào)峰的基礎(chǔ)上，增加了爬坡、黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)品種。大多省份（區(qū)域）也出臺(tái)了儲(chǔ)能參與調(diào)峰輔助服務(wù)相關(guān)辦法和運(yùn)營(yíng)規(guī)則。參與調(diào)峰的儲(chǔ)能準(zhǔn)入門檻規(guī)模均在5 MW/10 MW·h及以上，申報(bào)價(jià)格上限以0.4~0.6元/(kW·h)居多。
在補(bǔ)貼方面，目前有3個(gè)省份及10個(gè)地市明確了通過地方財(cái)政對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目給予補(bǔ)貼。青海省對(duì)“新能源+儲(chǔ)能”“水電+新能源+儲(chǔ)能”項(xiàng)目中自發(fā)自儲(chǔ)設(shè)施所發(fā)售的省內(nèi)電網(wǎng)電量，給予0.10元/(kW·h)運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼（經(jīng)省工業(yè)和信息化廳認(rèn)定使用本省產(chǎn)儲(chǔ)能電池60%以上的項(xiàng)目，在上述補(bǔ)貼基礎(chǔ)上，再增加0.05元/(kW·h)補(bǔ)貼），補(bǔ)貼期2年。浙江省對(duì)調(diào)峰項(xiàng)目（年利用小時(shí)數(shù)不低于600 h）給予容量補(bǔ)償，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)逐年退坡，補(bǔ)貼期暫定3年（按200元/(kW·年)、180元/(kW·年)、170元/(kW·年)退坡）。目前來看，政府補(bǔ)貼仍是小范圍采用的激勵(lì)政策，補(bǔ)貼期普遍為2~3年，是當(dāng)前儲(chǔ)能商業(yè)模式尚不足以回收投資情況下不得已而采取的輔助措施。
5.國(guó)外儲(chǔ)能發(fā)展對(duì)中國(guó)的借鑒和啟示
5.1 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能政策總結(jié)
隨著各國(guó)碳排放目標(biāo)的確立，新能源發(fā)展不斷提速，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的作用日益凸顯。美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)在財(cái)稅支持、發(fā)展規(guī)劃、市場(chǎng)機(jī)制等方面的政策有效促進(jìn)了儲(chǔ)能的進(jìn)一步增長(zhǎng)，而中國(guó)雖然起步較晚，規(guī)模增長(zhǎng)迅速，但在政策上存在相似的一些特點(diǎn)和各自的優(yōu)勢(shì)。
（1）各類儲(chǔ)能政策的適用范圍和局限性有所不同。
財(cái)稅支持政策是在儲(chǔ)能成本較高、投資經(jīng)濟(jì)性較低的起步階段下采取的短期激勵(lì)性政策，主要適用于戶用儲(chǔ)能和前沿示范儲(chǔ)能技術(shù)的研究，推動(dòng)效果顯著，以澳大利亞為例，在各州補(bǔ)貼政策刺激下，戶用儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模在2021年底達(dá)到132 6 MW。但財(cái)稅補(bǔ)貼應(yīng)當(dāng)作為儲(chǔ)能發(fā)展階段的過渡性措施，隨著儲(chǔ)能規(guī)模不斷增長(zhǎng)需要逐步退出，澳大利亞各州的財(cái)稅補(bǔ)貼呈梯度式下降，實(shí)現(xiàn)了戶用儲(chǔ)能增長(zhǎng)的平滑過渡，而英國(guó)財(cái)稅補(bǔ)貼的直接退出則導(dǎo)致了戶用儲(chǔ)能發(fā)展的停滯。國(guó)內(nèi)目前對(duì)儲(chǔ)能的補(bǔ)貼政策較少，且居民用戶電價(jià)差小，收益低，戶用儲(chǔ)能整體發(fā)展緩慢。
儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃是考慮國(guó)家及地區(qū)電力發(fā)展布局制定的長(zhǎng)期計(jì)劃，主要適用于對(duì)儲(chǔ)能的整體布局，輔助相關(guān)政策的制定。美國(guó)加州的采購(gòu)指令和國(guó)內(nèi)新能源配套儲(chǔ)能的政策規(guī)定，可以有效推動(dòng)電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的建設(shè)，因此國(guó)內(nèi)電源側(cè)及電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模占比達(dá)到70%。但在英國(guó)、澳大利亞政府未做強(qiáng)制約束的情況下對(duì)儲(chǔ)能的促進(jìn)作用不明顯。
市場(chǎng)機(jī)制主要面向參與各類電力市場(chǎng)的儲(chǔ)能，通過完善電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)可以有效提升儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性，通過市場(chǎng)手段滿足電力系統(tǒng)的各類需求。以美國(guó)為例，大部分儲(chǔ)能都布置在電力市場(chǎng)完善區(qū)域，加州市場(chǎng)更是占比接近40%，有效滿足供電可靠性提升、調(diào)峰調(diào)頻、新能源消納等需求。相比之下，國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)尚不完善，參與電力市場(chǎng)的限制較多，用戶側(cè)儲(chǔ)能主要通過峰谷套利獲取收益，僅部分地區(qū)的電價(jià)差能夠收回成本，用戶投資儲(chǔ)能的積極性較低，儲(chǔ)能的靈活調(diào)節(jié)作用無法充分發(fā)揮。
（2）儲(chǔ)能支持政策需要與儲(chǔ)能發(fā)展階段、電力發(fā)展布局相適應(yīng)。
從儲(chǔ)能發(fā)展階段看，早期儲(chǔ)能規(guī)模較小，以試驗(yàn)應(yīng)用為主，建設(shè)投資成本較高，市場(chǎng)參與度較低。因此，雖然美國(guó)和英國(guó)分別在2007年和2004年對(duì)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)進(jìn)行規(guī)定，但參與市場(chǎng)的限制和障礙較多。為鼓勵(lì)儲(chǔ)能發(fā)展，美國(guó)和澳大利亞分別在2009年和2012年出臺(tái)財(cái)稅支持政策。隨著儲(chǔ)能成本下降，進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，參與電力市場(chǎng)以提升收益的需求增加，美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞相繼發(fā)布法令將儲(chǔ)能視為獨(dú)立市場(chǎng)主體，簡(jiǎn)化流程，掃清參與市場(chǎng)的障礙。近兩年，儲(chǔ)能進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段，美國(guó)各州、澳大利亞將儲(chǔ)能納入能源發(fā)展計(jì)劃，對(duì)未來不同階段的儲(chǔ)能規(guī)模提出要求。
從電力發(fā)展布局看，儲(chǔ)能發(fā)展與新能源發(fā)電的快速增長(zhǎng)密切相關(guān)。以美國(guó)為例，2019—2021年，風(fēng)、光等清潔能源新增裝機(jī)規(guī)模占新增總裝機(jī)規(guī)模的比例分別為65%、78%、70%左右，基本保持大規(guī)模開發(fā)、高比例接入的趨勢(shì)。預(yù)計(jì)2022—2023年，清潔能源新增裝機(jī)占比將維持在63%左右。在清潔能源快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能進(jìn)入快速發(fā)展階段，2019—2021年，新增裝機(jī)規(guī)模分別為500 MW、1 500 MW、4 300 MW左右。預(yù)計(jì)2022—2023年，儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模將維持在每年5 000 MW左右，其中60%的儲(chǔ)能為光伏配套儲(chǔ)能項(xiàng)目。澳大利亞則在戶用光儲(chǔ)方面具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)，截至2021年底，已有超過30%的澳洲家庭安裝了屋頂光伏，結(jié)合各州的補(bǔ)貼政策，戶用儲(chǔ)能將會(huì)成為澳大利亞儲(chǔ)能規(guī)模增長(zhǎng)的主力。
中國(guó)新型儲(chǔ)能正在經(jīng)歷從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展的轉(zhuǎn)變階段，建設(shè)投資成本下降，峰谷套利商業(yè)模式在部分電價(jià)差較高地區(qū)已可以實(shí)現(xiàn)盈利，各省也相繼出臺(tái)了新能源和儲(chǔ)能的發(fā)展規(guī)劃，確保電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的有序健康發(fā)展，但在財(cái)稅支持和市場(chǎng)機(jī)制方面，各地的補(bǔ)貼政策差別較大，2022年6月發(fā)文確定獨(dú)立儲(chǔ)能可作為市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)，且中國(guó)的電力市場(chǎng)發(fā)展時(shí)間較短，機(jī)制尚不完善，用戶側(cè)儲(chǔ)能尚未迎來快速發(fā)展期。而在電力發(fā)展布局方面，隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確立，新能源發(fā)電快速增長(zhǎng)，分布式新能源滲透率不斷上升，部分地區(qū)出現(xiàn)功率倒送、反向重過載等現(xiàn)象，亟須儲(chǔ)能等靈活性資源實(shí)現(xiàn)新能源就地就近消納、區(qū)域電力電量平衡。
5.2 對(duì)中國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展的啟示
美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)在支持儲(chǔ)能發(fā)展政策方面的探索，對(duì)中國(guó)科學(xué)穩(wěn)妥推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展具有一定的借鑒意義。
一是探索研究適用可行的儲(chǔ)能財(cái)稅支持政策。目前儲(chǔ)能成本較高，國(guó)內(nèi)主要通過政策等形式推動(dòng)儲(chǔ)能建設(shè)，用戶投資意愿較低，應(yīng)當(dāng)借鑒美國(guó)、澳大利亞成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)新能源配套、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)等各類儲(chǔ)能的發(fā)展需求和成本下降趨勢(shì)，深入研究?jī)?chǔ)能投資補(bǔ)貼、稅收抵免、無息貸款等財(cái)稅支持政策的可行性與合理補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，充分調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能投資的積極性。
二是推動(dòng)儲(chǔ)能作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與統(tǒng)一電力市場(chǎng)交易。目前國(guó)內(nèi)正在逐步推動(dòng)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)，但是相應(yīng)的政策和參與機(jī)制尚不明確，用戶普遍傾向于自充自用的方式。中國(guó)應(yīng)當(dāng)加快推進(jìn)儲(chǔ)能參與各類電力市場(chǎng)準(zhǔn)入條件、交易價(jià)格機(jī)制研究，探索面向儲(chǔ)能的市場(chǎng)主體類別、參與市場(chǎng)模型，研究建立新型儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)價(jià)格形成機(jī)制，以市場(chǎng)手段驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能規(guī)?；l(fā)展。
三是探索新型儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的商業(yè)模式。目前國(guó)內(nèi)新型儲(chǔ)能盈利方式較為單一，在參與峰谷套利的情況下，無法參與輔助服務(wù)等其他市場(chǎng)，限制了儲(chǔ)能的收益。對(duì)于部分規(guī)模較小儲(chǔ)能，參與市場(chǎng)帶來的收益也無法回收建設(shè)改造成本，因此需要在原有運(yùn)營(yíng)模式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索聚合商、共享儲(chǔ)能、虛擬電廠等模式，豐富市場(chǎng)參與方式和運(yùn)營(yíng)模式。
四是明確分布式新能源配套儲(chǔ)能的科學(xué)比例。近幾年，分布式光伏規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025年將超過1.8億 kW，對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行控制產(chǎn)生較大的影響，可能產(chǎn)生反向重過載等問題，但政策上尚未對(duì)分布式光伏配置儲(chǔ)能做出規(guī)定。結(jié)合分布式新能源開發(fā)規(guī)模、發(fā)電特性、接入方式，開展配電網(wǎng)消納能力研究，據(jù)此因地制宜提出儲(chǔ)能配置比例范圍和運(yùn)行控制基本要求，切實(shí)推動(dòng)配電系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同發(fā)展。
