中國儲能網(wǎng)訊：文/曾鳴 王雨晴 張敏 敖金娣 王好雷 劉沆，華北電力大學 青矩工程顧問有限公司 國網(wǎng)湖南電力，價格理論與實踐
2021年7月，國家發(fā)展改革委、國家能源局出臺《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》，明確新型儲能獨立市場主體地位，鼓勵探索建設(shè)共享儲能。獨立儲能作為新型市場主體，同時也是共享經(jīng)濟下共享儲能發(fā)展的重要載體，目前處于發(fā)展初期，由于市場機制仍處于建設(shè)中，其商業(yè)模式尚不明晰，儲能效益無法實現(xiàn)最大化。因此，探索共享經(jīng)濟下獨立儲能的投資運營及盈利模式，對于促進獨立儲能發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
一、相關(guān)研究文獻評述
在“碳達峰”“碳中和”目標要求下，高比例可再生能源接入的新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行面臨巨大挑戰(zhàn)。新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要措施，在電力系統(tǒng)中擁有廣泛的應(yīng)用場景，能夠有效提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率及安全保障能力。目前國內(nèi)外學者圍繞儲能的應(yīng)用場景及其商業(yè)模式開展了一系列研究。
在儲能應(yīng)用場景方面，木薇等（2021）提出：按照儲能在電力系統(tǒng)中的安裝位置可以分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)三大場景。張寶鋒等（2020）認為，發(fā)電側(cè)儲能可以提高可再生能源的靈活性，通過充放電調(diào)整實現(xiàn)平滑功率，保障輸出穩(wěn)定。戴逢哲等（2022）、曾鳴等（2020）在研究中指出：用戶側(cè)配置儲能可以通過光儲充一體化運行、微電網(wǎng)運行等方式參與需求響應(yīng)，降低電能使用成本，提升電能質(zhì)量與供電可靠性。
在儲能商業(yè)模式方面，席星璇等（2020）在研究中提出：發(fā)電側(cè)儲能設(shè)備與聯(lián)合機組參與調(diào)頻，對儲能機組采用日前報價和考核調(diào)頻性能方式進行補償。朱劉柱等（2020）、彭文清等（2020）認為，電網(wǎng)側(cè)儲能可通過參與輔助服務(wù)市場或計入輸配電的方式實現(xiàn)成本回收。黃碧斌等（2021）建議：電網(wǎng)側(cè)儲能與屬地電力公司簽訂協(xié)議，定制兩部制電價結(jié)算方式。Zheng等（2021）、Zhang等（2019）認為，用戶側(cè)儲能主要通過峰谷價差與需求響應(yīng)補貼獲利。此外，Bertrand和Papavasiliou（2020）、Sun等（2020）提出：儲能電站可以通過獨立參與現(xiàn)貨能量市場、容量市場、輔助服務(wù)市場等多種電力市場交易，根據(jù)市場價格獲得相關(guān)收益。
綜上所述，目前國內(nèi)外研究大多分應(yīng)用場景設(shè)計儲能商業(yè)模式，儲能僅為單一應(yīng)用場景服務(wù)，雖然參與輔助服務(wù)市場可以實現(xiàn)為多場景服務(wù)，但輔助服務(wù)市場正處于建設(shè)初期，儲能效益無法通過市場體現(xiàn)。鑒于此，采用共享經(jīng)濟理念解決當前市場過渡期下儲能服務(wù)場景單一的問題，系統(tǒng)性提出基于共享模式的獨立儲能商業(yè)模式是本文的重要創(chuàng)新點。具體而言，針對市場過渡期，在闡述獨立儲能發(fā)展優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，從投資運營和盈利渠道兩方面，提出基于共享經(jīng)濟的獨立儲能商業(yè)模式，并分別對容量共享和調(diào)節(jié)能力共享模式下的獨立儲能運行經(jīng)濟效益進行測算，驗證所提商業(yè)模式的可行性。
二、基于共享經(jīng)濟的獨立儲能商業(yè)模式分析
獨立儲能作為一種儲能運行模式，以第三方資本為主投資建設(shè)，直接接入電網(wǎng)運行，出售或租賃儲能容量調(diào)節(jié)能力給發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶等具有儲能使用需求的主體，或者利用獨立市場主體地位進行輔助服務(wù)市場交易，以實現(xiàn)為多場景多主體服務(wù)、儲能價值共享。
獨立儲能可以將傳統(tǒng)的1對1轉(zhuǎn)變?yōu)?對N、N對N的運行模式，以此達到資源共享，通過共享經(jīng)濟最大化發(fā)揮儲能價值（如圖1和表1所示），具有靈活性強、適用場景廣、投資主體與結(jié)算界面清晰等優(yōu)勢。
（一）獨立儲能投資運營模式
投資運營模式是商業(yè)模式的重要組成部分，決定儲能設(shè)備這一關(guān)鍵資源的獲取渠道。獨立儲能以第三方資本投資為主，投資靈活性較強，為引導儲能運營商、綜合能源服務(wù)商、儲能電池制造商等社會資本參與獨立儲能投資運營，本文提出自投資+自運營模式、融資租賃模式及經(jīng)營性租賃模式三種可行的獨立儲能投資運營模式，以分擔投資風險，保障投資收益，提升各類資本對儲能電站的投資積極性。
1.自投資+自運營模式。自投資+自運營模式是指獨立儲能運營商用自有資金或者其他融資方式獨立投資建設(shè)儲能電站，同時利用自己的運營、維護和檢修團隊對儲能電站進行日常運維，儲能電站獲取的全部收益歸自身所有。這種模式的優(yōu)勢是投資方具有儲能電站的經(jīng)營權(quán)和所有權(quán)，充分發(fā)揮獨立儲能的價值，獲得儲能電站的所有收益。
2.融資租賃模式。融資租賃模式主要是獨立儲能運營商租賃經(jīng)儲能電站進行經(jīng)營并負責儲能電站運維，在整個租賃期間獨立儲能運營商享有使用權(quán)但沒有所有權(quán)，租賃期滿后，儲能電站所有權(quán)轉(zhuǎn)移至獨立儲能運營商。由于儲能電站的初始投資數(shù)額大，投資回收期較長，采用這種模式可以減輕企業(yè)前期資金壓力，實現(xiàn)投資風險轉(zhuǎn)移（如圖2所示）。
3.經(jīng)營性租賃模式。經(jīng)營性租賃模式指獨立儲能運營商聯(lián)合電池廠家共同建設(shè)儲能電站，獨立儲能運營商與電池廠家簽訂儲能核心設(shè)備租賃合同，由電池廠家提供儲能設(shè)備，獨立儲能運營商統(tǒng)一建設(shè)儲能電站，并由電池廠家在租賃期間內(nèi)提供運維服務(wù)。該模式的優(yōu)勢在于可引導電池廠家等社會資本進入儲能電站建設(shè)領(lǐng)域，減少儲能電站建設(shè)初始資金投入，實現(xiàn)儲能運營商與電池廠家的合作共贏。利益關(guān)系（如圖3所示）。
（二）獨立儲能盈利模式
1.現(xiàn)有政策場景下獨立儲能盈利模式。作為共享經(jīng)濟的衍生，共享儲能價值是獨立儲能運營的核心。在輔助服務(wù)市場建設(shè)初期，市場尚不能完全反映發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)各方主體對儲能的利用需求。因此，在現(xiàn)有政策場景下，需通過發(fā)電企業(yè)或用戶直接向獨立儲能購買所需儲能容量，或由電網(wǎng)協(xié)調(diào)各方需求，統(tǒng)一調(diào)度獨立儲能的方式，實現(xiàn)獨立儲能對儲能需求主體的精準服務(wù)與儲能價值的有效共享。共享儲能是當前獨立儲能的主要盈利模式，具體包括容量共享與調(diào)節(jié)能力共享，儲能在這兩種盈利模式下的區(qū)別（見表2）。
———容量共享模式。2022年1月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》力推“新能源+儲能”。新能源鼓勵或強制配置儲能的政策已經(jīng)成為儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。截至目前，我國已有20多個省份發(fā)布新能源配儲政策，要求比例5%-20%，時長1-2小時。各省強制要求新能源配置儲能，增加了投資新能源的初始壓力。容量共享模式的核心在于為新能源發(fā)電企業(yè)提供儲能容量長期租賃服務(wù)，以此來滿足新建新能源電站配置儲能的硬性要求。同時，為用戶提供儲能容量短期租賃服務(wù)，方便用戶試用儲能，體驗儲能效益，為其配置或長期租賃儲能提供決策支撐。
容量共享模式下獨立儲能的收益包括容量租賃收入和電量補償收入兩部分。容量租賃收入是將儲能容量租賃給新能源發(fā)電企業(yè)或用戶，獲得租金收益，以彌補儲能容量成本，即儲能電站固定成本，包括折舊費用及運維費用；電量補償收入則是獨立儲能根據(jù)容量承租方的需求運行，承租方需按約定價格或輔助服務(wù)市場價格，向獨立儲能支付電量補償，彌補儲能電站變動成本。在容量共享模式下，儲能容量承租方與獨立儲能可實現(xiàn)共贏。一方面，承租方可節(jié)省儲能的相關(guān)建設(shè)與運維成本；另一方面，容量租賃收益將保障儲能電站回收固定成本。
———調(diào)節(jié)能力共享模式。調(diào)節(jié)能力共享模式是指儲能由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，以電網(wǎng)為紐帶，整合發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)各場景儲能利用需求，進行源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化，實現(xiàn)獨立儲能調(diào)節(jié)能力的充分利用。
調(diào)節(jié)能力共享模式下，獨立儲能主要收益來源包括容量電價與輔助服務(wù)補償。《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》提出建立電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機制。因此，根據(jù)政策要求，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度的獨立儲能可依據(jù)其可提供服務(wù)的儲能容量，獲得容量電價收益。在此基礎(chǔ)上，獨立儲能遵循電網(wǎng)調(diào)度指令，參與調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)，可依據(jù)提供的輔助服務(wù)類型、輔助服務(wù)價格及其在輔助服務(wù)中的實際貢獻，獲取補償收益：調(diào)峰輔助服務(wù)主要根據(jù)充放電價格及電量對儲能進行補償；調(diào)頻輔助服務(wù)一般通過兩部制補償機制對儲能進行經(jīng)濟性補償，分別是調(diào)頻里程補償和容量補償。此外，2021年12月，國家能源局修訂發(fā)布的《電力輔助服務(wù)管理辦法》中引入轉(zhuǎn)動慣量、爬坡、穩(wěn)定切機服務(wù)、穩(wěn)定切負荷服務(wù)等輔助服務(wù)新品種，儲能的潛在收益來源進一步豐富。
2.未來政策場景下的獨立儲能盈利模式。《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》明確新型儲能獨立市場主體地位。未來，隨著電力市場機制的健全，獨立儲能將通過市場機制實現(xiàn)價值共享，形成新的盈利模式，共享經(jīng)濟的思想也將貫穿于儲能產(chǎn)業(yè)，如參與輔助服務(wù)市場、現(xiàn)貨能量市場、碳交易市場等，具體盈利方式如下：
首先，獨立參與輔助服務(wù)市場獲取補償。隨著輔助服務(wù)市場的健全，獨立儲能可以憑借獨立市場主體的身份參與輔助服務(wù)市場，通過市場交易向具有儲能利用需求的主體提供服務(wù)，獲取相應(yīng)的輔助服務(wù)補償。
其次，參與現(xiàn)貨市場獲取電量收益。未來，獨立儲能可作為市場主體，在現(xiàn)貨市場中進行競價交易，通過低價購入、高價賣出獲取可觀的收益。參考國外的現(xiàn)貨市場建設(shè)經(jīng)驗，獨立儲能可通過兩種方式參與：一是提交價格投標、單日的初始荷電狀態(tài)和期望達到的末尾荷電狀態(tài)，由調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度規(guī)劃；二是以市場價格接受者的身份通過提交自調(diào)度計劃參與市場。
最后，參與碳交易市場獲取碳減排收益。未來，獨立儲能可探索與新能源發(fā)電企業(yè)共享碳減排量與綠色證書，通過自愿減排量交易及綠色電力證書交易，獲取相關(guān)收益。
三、共享模式下的獨立儲能經(jīng)濟效益測算結(jié)果分析
基于上述獨立儲能共享商業(yè)模式，本文以某鋰電池儲能電站為例，分別對容量共享模式和調(diào)節(jié)能力共享模式下的獨立儲能經(jīng)濟效益進行測算，通過與為單一場景服務(wù)的常規(guī)運營效益對比，分析市場過渡期下獨立儲能共享商業(yè)模式的可行性與盈利能力優(yōu)勢。
1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該儲能電站的儲能容量為10MW/40MWh，建設(shè)期為1年，經(jīng)營期和折舊期均為15年，假設(shè)常規(guī)運營模式下每日“一充一放”，僅考慮參與調(diào)峰服務(wù)，儲能電站相關(guān)參數(shù)見表3。其中，投資與運行參數(shù)來源于案例儲能電站的實際數(shù)據(jù)，價格數(shù)據(jù)為青海省現(xiàn)行共享儲能調(diào)峰價格。
2.容量共享模式經(jīng)濟效益測算。對容量共享模式下新能源場站與獨立儲能的經(jīng)濟效益分別進行測算，測算結(jié)果如圖4、表4及表5所示。圖4對比了新能源場站自建儲能與租賃獨立儲能容量兩種方式下單位容量年成本與累計成本，新能源場站自建儲能需承擔初始投資成本和后續(xù)每年的運維成本，租賃獨立儲能容量則僅需要每年支付租賃費用，雖然除建設(shè)期外，自建儲能單位容量年運營成本低于獨立儲能年租賃成本，僅為租賃方式的23.9%，但由于自建儲能初始投資較大，自建方式累計年成本始終高于租賃方式（如表4所示）。假設(shè)獨立儲能租賃價格為35.69萬元/兆瓦，新能源場站自建儲能的全壽命周期單位容量成本為349.26萬元，租賃儲能的全壽命周期單位容量成本為293.02萬元，與自建相比，租賃儲能容量可節(jié)約16.1%的成本支出。
通過計算獨立儲能在常規(guī)運營和容量共享兩種模式下的內(nèi)部收益率評價其經(jīng)濟性，計算公式如式（1）所示，計算結(jié)果如表5所示。
其中，F(xiàn)IRR為獨立儲能的財務(wù)內(nèi)部收益率，CI為現(xiàn)金流入量，CO為現(xiàn)金流出量，(CI-CO)t為獨立儲能第t年的凈現(xiàn)金流量。
由表5可知，獨立儲能在未開展容量租賃業(yè)務(wù)、僅參與調(diào)峰服務(wù)等情況下，其內(nèi)部收益率為4%，項目投資效益差；若其以容量共享模式運行，由于容量租賃收入的增加，獨立儲能的內(nèi)部收益率將提升至8%，高于基準收益率7.5%，滿足一般項目投資決策對收益率的要求。
綜上所述，在容量共享模式下，新能源場站和獨立儲能可以實現(xiàn)雙贏。對于新能源場站來說，租賃儲能容量可以降低新能源配套儲能的建設(shè)成本，節(jié)省儲能設(shè)施的日常運維成本，實現(xiàn)新能源場站儲能利用成本的降低；對于獨立儲能來說，容量租賃收入將保障儲能電站固定成本的回收，提高儲能電站投資效益。
3.調(diào)節(jié)能力共享模式經(jīng)濟效益測算。假設(shè)在調(diào)節(jié)能力共享模式下，獨立儲能電站為多主體服務(wù)，每日可實現(xiàn)“兩充兩放”，考慮儲能設(shè)備全壽命周期最大充放電次數(shù)約束，調(diào)節(jié)能力共享模式下獨立儲能壽命縮短，經(jīng)營期與折舊期減半至8年。由于目前尚無有關(guān)獨立儲能電站容量電價的政策，因此本文僅考慮輔助服務(wù)補償收入，對常規(guī)運營模式與調(diào)節(jié)能力共享模式下的儲能電站全壽命周期經(jīng)濟效益進行測算，結(jié)果如表6和圖5所示。
圖5對比了調(diào)節(jié)能力共享前后獨立儲能電站的累計凈現(xiàn)值。調(diào)節(jié)能力共享前，全壽命周期內(nèi)儲能電站的累計凈現(xiàn)值始終小于0，內(nèi)部收益率為4%，不具有投資經(jīng)濟性。調(diào)節(jié)能力共享后，獨立儲能電站的累計凈現(xiàn)值于第8年開始為正，投資回收期為7.03年，全壽命周期內(nèi)儲能電站的凈現(xiàn)值為307.41萬元，內(nèi)部收益率為10%，高于基準收益率7.5%，結(jié)果表明調(diào)節(jié)能力共享模式通過提高儲能調(diào)用頻率，充分發(fā)揮儲能價值，可有效提升儲能電站投資收益，未來隨著容量電價機制的健全，獨立儲能電站的運行收益有望繼續(xù)增加。
四、結(jié)論與建議
本文以共享經(jīng)濟為立足點，在市場過渡期的背景下，分析獨立儲能的發(fā)展優(yōu)勢；為提高儲能效益，選取獨立儲能的商業(yè)模式為研究對象，提出包括自投資+自運營、融資租賃和經(jīng)營性租賃在內(nèi)的投資運營模式；應(yīng)用共享理念設(shè)計了容量共享和調(diào)節(jié)能力共享兩種獨立儲能盈利模式，明確了不同盈利模式下的獨立儲能收益構(gòu)成，進而對兩種模式下的獨立儲能經(jīng)濟效益進行測算。測算結(jié)果表明：共享模式可拓展儲能盈利渠道，最大化發(fā)揮儲能價值，實現(xiàn)儲能電站與其他主體的共贏。
目前共享模式下的獨立儲能處于發(fā)展初期，對于獨立儲能發(fā)展支持政策，提出以下建議：
1.加快建設(shè)獨立儲能示范項目。政府鼓勵建設(shè)獨立儲能相關(guān)的示范項目，探索獨立儲能的應(yīng)用場景和商業(yè)模式，把建設(shè)較為成功的獨立儲能項目作為模范，通過不斷借鑒、模仿與學習，研究可直接復制的模式進行推廣。在投資主體方面，建議以第三方資本為主，同時考慮當?shù)卣懊駹I資本，在必要情況下可以采取眾籌模式，激發(fā)儲能電站的運營活力；在商業(yè)模式方面，建議創(chuàng)新運營機制，引導建立容量共享、調(diào)節(jié)能力共享等共享儲能發(fā)展模式，支持推廣新商業(yè)模式、新業(yè)態(tài)的示范應(yīng)用。
2.完善電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機制。建立容量市場直接反映容量需求信號，采用兩部制電價模式能更合理反映儲能系統(tǒng)充放電次數(shù)對電站收入的影響。直接激勵容量投資，更好地保證供電充裕度，同時把容量電費納入省級電網(wǎng)輸配電價回收（特定電源應(yīng)分攤的容量電費由相關(guān)收益主體承擔），由全社會用戶進行分攤，避免電價飆升。容量價格可以由市場交易形成，也可以由政府根據(jù)成本定價法設(shè)定，或完全由供需關(guān)系確定電量價格。在確定容量電價時，要考慮儲能系統(tǒng)電池容量、用電總量、用電功率峰值、維護成本、固定成本及其他附加成本等要素，提高儲能系統(tǒng)容量配置方法的科學性和準確性，完善電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機制。
3.加快推進輔助服務(wù)市場和現(xiàn)貨市場建設(shè)。明確儲能參與電力市場的主體身份，明確獨立儲能設(shè)施并網(wǎng)、接入方式等具體實施細則，允許其以獨立市場主體身份開展運營。未來還應(yīng)繼續(xù)完善儲能參與電力輔助服務(wù)市場交易的細則，明確交易品種、建立價格機制，激發(fā)市場運營活力，提高儲能項目利潤水平，促進儲能在電力現(xiàn)貨市場發(fā)揮作用，通過市場手段獲得儲能系統(tǒng)的合理回報。
