中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：剛剛過去的2023年是澳洲NEM市場(chǎng)大型電池儲(chǔ)能電站（后稱：電池）之年。2023年之初，市場(chǎng)里注冊(cè)的電池?cái)?shù)量還僅僅只有 10 個(gè)，但到23年底電池?cái)?shù)量就增加了一倍，達(dá)到了 20 個(gè)，而且數(shù)量增長(zhǎng)勢(shì)頭沒有任何放緩的跡象。
NEM 的電池?cái)?shù)量在 2023 年翻了一番
注：Hornsdale Power Reserve 在2017年注冊(cè)之初的最大容量為100MW，在2020年擴(kuò)容到150MW。圖中僅顯示MW容量等于或大于10MW的電池。
該輪開發(fā)熱潮以來，筆者的團(tuán)隊(duì)對(duì)電池的興趣也與日俱增，興趣激增最早可以追溯到埃隆·馬斯克那篇臭名昭著的推文（https://wattclarity.com.au/articles/2017/03/on-batteries-and-fixing-south-australias-problems/）。wattclarity于三周前發(fā)布的 2023 年版《發(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)文摘》讓筆者有機(jī)會(huì)剖析市場(chǎng)數(shù)據(jù)以揭示電池?zé)岢边M(jìn)一步的信息。
首先，筆者繪制了 NEM 中所有電池的每月收入2017年~2024年的長(zhǎng)期情況，下圖按來源對(duì)“市場(chǎng)收入”做了細(xì)分。記錄始于 2017 年 11 月 Hornsdale Power Reserve 的首次電力輸出。
NEM 中所有大型電池的每月現(xiàn)貨和 FCAS 總收入，注：發(fā)電DUID的容量，僅顯示MW容量等于或大于10MW的電池。來源：GSD2023 數(shù)據(jù)摘錄
從上圖可以觀察到三個(gè)突出且關(guān)鍵的市場(chǎng)長(zhǎng)期趨勢(shì)：
長(zhǎng)期而言，市場(chǎng)總收入呈明顯上升趨勢(shì)，這很大程度上得益于進(jìn)入NEM的電池?cái)?shù)量增加。
能量收入在市場(chǎng)收入中所占份額呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其從 2022 年初之后。
迄今為止，三個(gè)關(guān)鍵的意外事件對(duì)電池市場(chǎng)收入的增長(zhǎng)發(fā)揮了重要作用—— 2020年1月下旬的南澳脫網(wǎng)孤島運(yùn)行事件、2022年6月的能源危機(jī)以及2022年11月的第二次重大南澳脫網(wǎng)孤島運(yùn)行事件。
筆者還觀察到圖中最后兩個(gè)條形圖顯示了自去年 10 月推出以來新的 1 秒應(yīng)急頻率控制（FCAS）的早期回報(bào)情況——但鑒于樣本量太小，目前尚無法最終確定該類市場(chǎng)的推出是否有助于電池市場(chǎng)收入的提升。
收入與單個(gè)儲(chǔ)能電站表現(xiàn)
下面筆者將分三個(gè)部分討論收入情況：
套利：這是 NEM 中常常提到“現(xiàn)貨收入”或“能量收入”的最終結(jié)果，其計(jì)算方式非常簡(jiǎn)單：能量市場(chǎng)中放電所收到的收入減去充電所支付的成本。
FCAS：通過為 10 個(gè)調(diào)節(jié)或應(yīng)急頻率控制（FCAS）市場(chǎng)中的任何一個(gè)市場(chǎng)提供支持而獲得的收入。
容量及其他類型收入：如SIPS/WAPS 收入、定制的合同以及來自可調(diào)度容量或電池提供的其他服務(wù)帶來的會(huì)計(jì)價(jià)值。
但在通過這三類收入研究單個(gè)電站財(cái)務(wù)績(jī)效之前，首先有必要提醒讀者未來需要重點(diǎn)關(guān)注每類電池的設(shè)計(jì)特征和合同財(cái)務(wù)狀況將在收入策略中發(fā)揮作用。
首先，由于電站集群由不同類型和規(guī)格電池組成，因此持續(xù)時(shí)間對(duì)于運(yùn)營(yíng)商在能量市場(chǎng)和 FCAS 市場(chǎng)之間競(jìng)價(jià)的方式發(fā)揮著重要作用。
目前在 NEM 中注冊(cè)的每個(gè)大型電池的容量、持續(xù)時(shí)間和報(bào)告的建設(shè)成本。注：Hornsdale Power Reserve在2017年注冊(cè)時(shí)最初的最大容量為100MW，但在2020年擴(kuò)大到150MW。僅顯示最大容量大于或等于10MW的完全按計(jì)劃運(yùn)行電池。僅限發(fā)電DUID的容量。文末的參考文獻(xiàn)中列出了來源。
在下圖中可以看到在兩個(gè)最極端的例子（Dalrymple 和 Ballarat電池）中，設(shè)計(jì)持續(xù)時(shí)間非常短的設(shè)計(jì)特征對(duì)于他們?cè)谀芰亢?FCAS 投標(biāo)的目標(biāo)產(chǎn)生了重大影響。
現(xiàn)貨（套利）與 FCAS 見的收入分配反映了每類電池的交易策略信號(hào)。來源：GSD2023 數(shù)據(jù)摘錄
上圖可以看到 2023 年一系列現(xiàn)貨-FCAS 收入分配情況。筆者淡化顯示了那些在 2023 年全年仍在進(jìn)行調(diào)試的電池，因?yàn)殡姵卦谡{(diào)試階段在進(jìn)入 FCAS 市場(chǎng)之前進(jìn)行能量交易是很常見的。因此，調(diào)試階段的收入分配情況不太可能代表長(zhǎng)期收入交易策略。
還值得注意的是，筆者暫時(shí)還沒有看到任何續(xù)航時(shí)間超過兩個(gè)小時(shí)的電池進(jìn)入市場(chǎng)。目前所有的電池的容量都被認(rèn)為是相對(duì)的“淺”，這在很大程度上限制了它們只能通過日內(nèi)價(jià)差套利。筆者之前曾在 WattClarity 上撰文討論過這一問題以及NEM 當(dāng)前單一能量市場(chǎng)設(shè)計(jì)中較弱的持續(xù)時(shí)間價(jià)格信號(hào)（https://wattclarity.com.au/articles/2023/09/long-or-short-on-storage-a-look-into-price-signals-for-duration/）。
當(dāng)然，套利和 FCAS 并不是某些電池的唯一收入來源，我將在下面討論。然而不幸的是，它們是我們僅有的兩個(gè)具有透明度的收入來源。我們無法獲得完全透明度的另一個(gè)方面是哪些將收入隔離在特定基線以下的保護(hù)措施，例如：
通過交易雙方私下的對(duì)沖協(xié)議安排，例如Genex 旗下 Bouldercombe BESS 與特斯拉之間簽訂的8 年承購協(xié)議，該協(xié)議為電站提供了不公開的收入底線（澳洲Bouldercombe 儲(chǔ)能電站案例：把風(fēng)險(xiǎn)交給愿意承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的其他人?。?
或者通過更正式的方式，例如LTESA產(chǎn)品或即將推出的 CIS，盡管我們還需要幾個(gè)月/幾年才能看到這些安排涵蓋的第一個(gè)電池儲(chǔ)能電站并網(wǎng)。
套利
下面是單位MW裝機(jī)（最大）容量的每個(gè)電池套利收入的簡(jiǎn)單圖表，按從高到低的順序排列。按單位MW裝機(jī)容量的套利收入計(jì)算，維多利亞州的電池表現(xiàn)不佳。來源：GSD2023 數(shù)據(jù)摘錄
通過這個(gè)簡(jiǎn)單的衡量標(biāo)準(zhǔn)，25MW Lake Bonney BESS 以相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)脫穎而出。但同樣值得注意的是，筆者強(qiáng)調(diào)了維多利亞州電池表現(xiàn)相對(duì)較差。
一個(gè)重要的影響因素是整個(gè) 2023 年該地區(qū)缺乏“超高”價(jià)格。我們利用從 GSD 中提取的數(shù)據(jù)整理成了下圖，圖中顯示了每種電池在極高價(jià)格期間的放電效率。右側(cè)的列顯示了電池暴露在高于 10,000 美元/MWh 的超高價(jià)格下的總時(shí)間。對(duì)于2023年年中進(jìn)入市場(chǎng)的電池，顯示的時(shí)間是自第一次投標(biāo)時(shí)段以來測(cè)量的，結(jié)果與在市場(chǎng)中交易的時(shí)間相關(guān)。
當(dāng)價(jià)格高于 10,000 美元/MWh 時(shí)每個(gè)電池的容量系數(shù)（用于放電）注意：僅含發(fā)電電池的 DUID。來源：GSD2023 數(shù)據(jù)摘錄
因此，雖然 Bulgana 和 Hazelwood在捕捉這些“超高”價(jià)格方面相對(duì)有效，但維多利亞州在 2023 年僅經(jīng)歷了 15 分鐘的此類價(jià)格。與此同時(shí)，南澳在 2023 年經(jīng)歷了 4 小時(shí) 50 分鐘的相同極端價(jià)格，其中 Lake Bonney在此期間，BESS 能夠釋放其最大容量的一半以上。這將是開始解釋電池套利超額表現(xiàn)的重要因素之一。
在上圖中，筆者還注意到，低可用性系數(shù)表明這些電池在價(jià)格上漲期間無法放電。這可能有多種原因，例如：受到持續(xù)時(shí)間、調(diào)試、FCAS 啟用、自動(dòng)投標(biāo)算法、IESS 前調(diào)度限制或容量義務(wù)（例如 VIC Big Battery和 Hornsdale Power Reserve所面臨的容量義務(wù)）的限制（如稍后將討論）。
輔助服務(wù)
下面我們看到了這 10 個(gè)市場(chǎng)中每種電池單位MW最大容量的 FCAS 收入合計(jì)。
更傾向于 FCAS 的Ballarat BESS 為每兆瓦裝機(jī)容量帶來了最多的 FCAS 綜合收入。來源：GSD2023 數(shù)據(jù)摘錄
容量較小的電池位居榜單前列，Ballarat, Queanbeyan 與 Lake Bonney位列“前三名”——值得注意的是，后兩種電池也分別實(shí)現(xiàn)了第三高和最高的單位MW容量套利收入。
由于我們通?？吹?FCAS 價(jià)格的地區(qū)之間的價(jià)差較?。ㄕＧ闆r下），因此 2023 年 FCAS 收入的地區(qū)差距并不像我們?cè)谔桌杖胫锌吹降哪菢印?
下圖提供了進(jìn)一步的背景信息，顯示了 FCAS 收入細(xì)分為三個(gè)主要類別。
每個(gè)電池的 FCAS 收入來源細(xì)分，我們發(fā)現(xiàn)lower Contigency類別平均所占份額最低。來源：GSD2023 數(shù)據(jù)摘錄
有趣的是，我們可以看到低頻應(yīng)急FCAS收入總體上相當(dāng)?shù)?。這至少部分是由于 NEM 中這些 FCAS 服務(wù)的波動(dòng)性相對(duì)較小且價(jià)格較溫和（特別是在 6 月和 7 月）。
容量及其他
由于 NEM 缺乏正式的容量機(jī)制，我們對(duì)電池如何利用其容量來產(chǎn)生收入（或增加投資組合價(jià)值）的了解很少。這通常需要通過閱讀新聞稿或新聞文章來獲得信息，但很少涉及細(xì)節(jié)或合同條款。但人們認(rèn)為這一收入來源可能非常重要。舉個(gè)例子，三周前，我注意到AGL 的半年業(yè)績(jī)演示表明，2024 財(cái)年上半年托倫斯島 BESS 帶來的表觀收入中有近 70% 至 80% 歸因于“容量和投資組合效益”。（Torrens Island Battery 的小秘密?之二，Torrens Island Battery 的小秘密?）
為了完整起見，有必要通過一些已知的案例快速回顧容量及其他收入來源可能的范疇。
系統(tǒng)支持類協(xié)議
這些是電池業(yè)主/運(yùn)營(yíng)商與輸電服務(wù)提供商、政府和/或 AEMO 之間的協(xié)議，例如系統(tǒng)完整性保護(hù)計(jì)劃 (SIPS) 或廣域保護(hù)計(jì)劃 (WAPS)（850 MW/1680 MWh Waratah 超級(jí)電池的故事：開篇,《ESCRI-SA 電池儲(chǔ)能系列知識(shí)分享報(bào)告最終版》節(jié)選,為什么說澳大利亞是儲(chǔ)能行業(yè)里的慕容復(fù)：關(guān)于系統(tǒng)保護(hù)調(diào)用儲(chǔ)能）。
據(jù)報(bào)道，至少有三個(gè)電池儲(chǔ)能電站 簽訂了SIPS 或 WAPS 合同——Hornsdale Power Reserve、Dalrypme BESS和Victorian Big Battery。提供的服務(wù)特定于每個(gè)合同，但作為回報(bào)，保留一定量的電池容量會(huì)獲得固定收入。以Victorian Big Battery為例，其300MW容量中的250MW合同約定在2021年至2032年每年夏季11月1日至3月31日期間預(yù)留。他們每年為此服務(wù)獲得1250萬澳元（根據(jù)通貨膨脹調(diào)整）。這一義務(wù)限制了他們?cè)谶@些時(shí)期獲得能量或 FCAS 收入的能力。
VIC Big Battery 2023 年容量的形狀顯示了其 SIPS 義務(wù)的效果。
資料來源：GSD2023
通過使用 ez2view 回顧投標(biāo)情況，筆者可以看到該電池在 2023 年 2 月下旬進(jìn)行了為期一周的簡(jiǎn)短 “動(dòng)態(tài) SIPS 試驗(yàn)”，在這個(gè)時(shí)段電池可用于能量市場(chǎng)的容量暫時(shí)增加。奇怪的是，筆者還注意到，到目前為止，2023/24 年夏季電池的負(fù)荷部分似乎并未受到容量限制。但筆者還需要時(shí)間對(duì)此進(jìn)行全面調(diào)查。
Hornsdale 最初于 2017 年在 SIPS 下簽署了一份為期 10 年、價(jià)值 4000 萬美元的合同，但據(jù)報(bào)道，該合同在 2020 年底被一份未公開的合同所取代。
虛擬上限
特別是對(duì)于參加零售業(yè)務(wù)的發(fā)電機(jī)組，可以使用電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的上限合同（需量封底？）。因此，業(yè)主可以將這種機(jī)會(huì)成本的價(jià)值歸因于來自容量的收入。2020 年初，昆士蘭大學(xué)運(yùn)行（并記錄）了一項(xiàng)案例研究（https://wattclarity.com.au/articles/2020/05/can-batteries-replace-cap-contracts-to-hedge-customer-load-a-case-study-from-q1-2020/），試驗(yàn)了這一概念，盡管規(guī)模僅僅為 1.1MW。
正如Andrew Wilson在 WattClairty 文章中指出的那樣，“虛擬上限”并不是傳統(tǒng)上限的純粹同類替代品，因?yàn)殡姵乜赡苊媾R物理限制（例如，受到持續(xù)時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)限制等的約束），所以“虛擬上限”并不是傳統(tǒng)上限的純粹替代品。傳統(tǒng)上限類合同這類金融衍生品則不受這類物理限制的影響。目前尚不清楚在實(shí)踐中如何管理這種額外風(fēng)險(xiǎn)。
其他
電池產(chǎn)生收入或?yàn)楫a(chǎn)品組合增值的方式還有很多，僅舉幾例：
通過向其他市場(chǎng)參與者或直接向大客戶銷售定制的上限類合約或其他場(chǎng)外交易產(chǎn)品。
減少整個(gè)投資組合的 FCAS Causer Pay 成本。這是Iberdrola 開發(fā)Bonney BESS 最初的關(guān)鍵目標(biāo)之一（https://arena.gov.au/assets/2023/08/LBBESS-Final-KS-Report_Public1.pdf）。
減少其他自有發(fā)電資產(chǎn)的棄風(fēng)。這是Gannawarra BESS 的 ARENA 撥款摘要中列出的一項(xiàng)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)（https://arena.gov.au/projects/gannawarra-energy-storage-system/）。
提高投資組合的靈活性，從而有助于降低投資組合中其他爬坡較慢的發(fā)電的燃料成本。
