中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：剛剛過(guò)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(méi)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(lái)，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(lái)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(lái)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(lái)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(wú)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(guò)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(lái)自可調(diào)度容量或電池提供的其他服務(wù)帶來(lái)的會(huì)計(jì)價(jià)值。
但在通過(guò)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(lái)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(lái)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(jiàn)的收入分配反映了每類電池的交易策略信號(hào)。來(lái)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(jiàn)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(méi)有看到任何續(xù)航時(shí)間超過(guò)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(guò)日內(nèi)價(jià)差套利。筆者之前曾在 WattClarity 上撰文討論過(guò)這一問(wèn)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(lái)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(lái)源。我們無(wú)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(guò)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(gòu)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(guò)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(lái)源：GSD2023 數(shù)據(jù)摘錄
通過(guò)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(lái)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(lái)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(wú)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(lái)了最多的 FCAS 綜合收入。來(lái)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。
由于我們通常看到 FCAS 價(jià)格的地區(qū)之間的價(jià)差較小（正常情況下），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(lái)源細(xì)分，我們發(fā)現(xiàn)lower Contigency類別平均所占份額最低。來(lái)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(lái)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(guò)閱讀新聞稿或新聞文章來(lái)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(lái)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(lái)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(jiàn)，有必要通過(guò)一些已知的案例快速回顧容量及其他收入來(lái)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(shuō)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(wàn)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(lái)源：GSD2023
通過(guò)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(wàn)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(lái)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(guò)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。
