尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓大家上午好，我是來自清華大學(xué)電機(jī)系的鐘海旺，非常榮幸能有機(jī)會(huì)在這樣一個(gè)論壇上跟大家分享研究的體會(huì)。
今天報(bào)告的題目是“儲(chǔ)能參與電力市場的機(jī)遇與挑戰(zhàn)”，這幾天大家都非常關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)的新聞是廣東現(xiàn)貨市場開始試結(jié)算，廣東電力市場從去年8月底開始進(jìn)入模擬運(yùn)行。在5月15號、16號這兩天是廣東的電力現(xiàn)貨市場真正意義上邁入了一個(gè)歷史意義上的里程碑，所以也受到了全社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，我今天的主題跟電力市場密切相關(guān)。
儲(chǔ)能參與電力市場市場化價(jià)值分為三個(gè)方面：首先是容量價(jià)值，第二能量價(jià)值，第三輔助服務(wù)價(jià)值。容量價(jià)值比較容易理解，就是能夠延緩發(fā)電裝機(jī)的投資。因?yàn)槟軌蚱鸬较鞣逄罟鹊男ЧＡ硗庠谝恍┚植侩娋W(wǎng)受阻塞的情況下，通過在用戶側(cè)投資儲(chǔ)能，能夠推遲輸配電線路的建設(shè)，另外推遲配電設(shè)施的升級，現(xiàn)在很多校區(qū)裝了電動(dòng)汽車的充電樁，樁的限制更多的就是因?yàn)槲覀兊呐渥冸妷浩鞯娜萘坎粔蛩晕覀円拗菩^(qū)里面充電樁的安裝的數(shù)量，緊急的容量支撐和減少基本電費(fèi)的支出。
第二部分能量價(jià)值，目前在國內(nèi)的用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用場景里面最常用的是削峰填谷的套利，通過這個(gè)套利用戶側(cè)儲(chǔ)能回收年限大概是7-8年左右的時(shí)間?？稍偕茉唇尤氡壤容^高的地區(qū)，可以通過儲(chǔ)能的安裝來增加新能源的消納，減少棄風(fēng)棄光的問題。另外能量偏差的調(diào)節(jié)，現(xiàn)在在電源側(cè)的儲(chǔ)能應(yīng)用項(xiàng)目里面，我們通過活儲(chǔ)的配合提升傳統(tǒng)火電機(jī)組調(diào)頻的性能，這也是一方面的應(yīng)用。
第三個(gè)方面，輔助服務(wù)的價(jià)值，包括調(diào)峰、調(diào)頻、備用、電壓的支撐、改善電能質(zhì)量和黑啟動(dòng)，這都是儲(chǔ)能在電力市場環(huán)境下能夠獲得的一些價(jià)值。
隨著我們國家電力市場建設(shè)的逐步的推進(jìn)，我們的電力市場的交易品種，市場之間的協(xié)調(diào)配合也會(huì)變得越來越復(fù)雜，所以儲(chǔ)能在這樣的市場環(huán)境下就更應(yīng)該研究如何去多市場的參與，聯(lián)合運(yùn)營的策略，這個(gè)是非常關(guān)鍵的一個(gè)問題。我們看一下目前全世界各個(gè)國家和地區(qū)，儲(chǔ)能參與電力市場的現(xiàn)狀。
首先看美國，一會(huì)兒還有劉主任更加精準(zhǔn)的介紹加州的儲(chǔ)能的一些應(yīng)用的情況，這是美國聯(lián)邦能源管制委員會(huì)（FERC），2007年推出890法案為儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入調(diào)頻市場提供了基本的制度保障。
2011年推出755法案，解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)AGC調(diào)頻獲得合理賠償?shù)膯栴}。
2013年推出784法案，為儲(chǔ)能技術(shù)在輔助服務(wù)在全美境內(nèi)推廣奠定了法律基礎(chǔ)。
2013年11月推出792法案解決儲(chǔ)能并網(wǎng)的程序問題，首次將儲(chǔ)能定義為小型的發(fā)電設(shè)備。
2018年2月份推出841法案，要求美國各大ISO/RTO，市場組織者、運(yùn)營者要去修改電力市場規(guī)則，允許儲(chǔ)能設(shè)備參與到批發(fā)市場的競爭當(dāng)中。
主要抓手兩個(gè)方面：
第一，在批發(fā)電力市場規(guī)則方面，要求修改和完善電力市場的規(guī)則，要打開市場的門檻。定義儲(chǔ)能參與電力市場模式，降低儲(chǔ)能參與電力市場最小規(guī)模的要求，允許儲(chǔ)能并網(wǎng)，定義儲(chǔ)能時(shí)長的要求等等一些性能的指標(biāo)。
第二，在各個(gè)州政府政策層面主要制訂采購的目標(biāo)，最典型的就是加州頒布的AB2514和AB2868的法案規(guī)定在本州內(nèi)到一定的年限，你要達(dá)到儲(chǔ)能裝機(jī)容量，要達(dá)到一個(gè)目標(biāo)，將儲(chǔ)能納入綜合能源規(guī)劃體系內(nèi)，進(jìn)行統(tǒng)籌的規(guī)劃。
現(xiàn)在美國我們分析的情況，以最典型的兩個(gè)ISO，一個(gè)是美國東北部的PJM和美國西海岸加州ISO為例，PJM儲(chǔ)能項(xiàng)目更多以功率型的應(yīng)用為主，加州的儲(chǔ)能項(xiàng)目更多以能量型的應(yīng)用為主，為了解決可再生能源大量的并網(wǎng)產(chǎn)生的壓指曲線的問題。PJM更多的儲(chǔ)能項(xiàng)目是應(yīng)用于調(diào)頻，美國PJM調(diào)頻市場還是非常的活躍，價(jià)格也比較高，儲(chǔ)能參與調(diào)頻市場回報(bào)，收益補(bǔ)償是比較好的。
我們梳理總結(jié)了目前美國6個(gè)ISO加上英國、澳大利亞、德國等等一些市場對儲(chǔ)能參與電力市場的要求。
比如儲(chǔ)能資源容量的最低要求，普遍是0.1MW，必須超越0.1MW，才能參與投標(biāo)和競爭，部分ISO要求更高，1MW或者5MW，這是根據(jù)儲(chǔ)能在市場里面提供什么樣的服務(wù)來去具體的決定的。
另外，儲(chǔ)能參與電力市場的方式，主要目前還是以調(diào)頻市場為主。一方面因?yàn)檎{(diào)頻市場價(jià)格回報(bào)比較豐厚。另外儲(chǔ)能的特性也決定了它參與調(diào)頻市場會(huì)更加的適合一些。
對服務(wù)類型、準(zhǔn)入條件、交易方式、服務(wù)的計(jì)量、定價(jià)機(jī)制和商業(yè)化的程度做了一些相應(yīng)的對比的分析。整體上目前對儲(chǔ)能參與AGC的調(diào)頻是更多的。比如說美國的PJM不僅是兩方面的收益，一方面你參與調(diào)頻市場中標(biāo)了以后保留這部分調(diào)節(jié)的能力。另外一部分實(shí)際被調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)用所產(chǎn)生的里程，這兩方面的補(bǔ)償，所以能夠給儲(chǔ)能的項(xiàng)目提供更多的經(jīng)濟(jì)的回報(bào)。
在引導(dǎo)儲(chǔ)能投資模式方面，我們歸納為兩類：
一類是市場的驅(qū)動(dòng)，電力市場里面真的是有能夠提供足夠高的經(jīng)濟(jì)的激勵(lì)的信號，能夠讓市場成員主動(dòng)的投資儲(chǔ)能。
第二類政策驅(qū)動(dòng)，美國的州政府層面出臺(tái)的一些法案，AB2514和AB2868要求加州到2020年儲(chǔ)能的裝機(jī)容量達(dá)到1.325GW，后面追加了500MW，達(dá)到1.8GW。通過政府比較強(qiáng)有力的政策的推動(dòng)，好處就是能夠快速的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)交付，能夠在一定的時(shí)間年限內(nèi)達(dá)到一定規(guī)模的裝機(jī)。
我們以加州電力市場當(dāng)中的EPIC項(xiàng)目里面的其中一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能的項(xiàng)目為例，在電力市場當(dāng)中的收益，參與調(diào)頻市場的收益主要分為5個(gè)部分，前面4個(gè)部分是正的，最后一個(gè)部分是要扣減的。主要是包括上調(diào)頻和下調(diào)頻的容量費(fèi)用，預(yù)留的容量就要給你相應(yīng)的補(bǔ)償。
第二部分，你接受系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)給你的指令，你真正去執(zhí)行的這部分調(diào)節(jié)的能量，就是里程對應(yīng)的費(fèi)用。
第三部分，你自己調(diào)節(jié)的，并不是因?yàn)檎{(diào)度機(jī)構(gòu)給你下達(dá)指令你去調(diào)節(jié)的，比如與你的儲(chǔ)能系統(tǒng)自身的損耗，還有一些附帶的負(fù)荷的波動(dòng)，你的儲(chǔ)能出力在變化，這部分也是給予補(bǔ)償?shù)摹?
最后一部分是扣減的，調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)動(dòng)了，這部分要對收益進(jìn)行一定的扣減，大概是這5方面的收益構(gòu)成。
整體的項(xiàng)目示范從2013年9月份到2016年9月份運(yùn)行下來，整體結(jié)論就是，參與調(diào)頻市場的收益是最好的，參與能量的套利，參與備用容量的提供，這些都不足以滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目的回報(bào)的要求。
調(diào)頻更多要求是功率型的。這是EPIC其中一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目應(yīng)用的曲線，我對你的利用更多的是短時(shí)的正負(fù)的調(diào)解，所以不需要你儲(chǔ)存的時(shí)間很長，但是如果是能量型的應(yīng)用場景，對儲(chǔ)能時(shí)間會(huì)有更多的要求。
我們梳理了美國、歐洲、東亞、澳大利亞各個(gè)國家地區(qū)目前儲(chǔ)能參與市場的機(jī)遇和示范的項(xiàng)目。由于時(shí)間關(guān)系就不細(xì)講了。
我們看完國外的情況我們再來看一下國內(nèi)的情況，這個(gè)是國內(nèi)目前電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的一個(gè)比較典型的商業(yè)模式，是由電網(wǎng)公司提出需求，比如說我在某一個(gè)變電站或者在某一個(gè)區(qū)域需要安裝配置一個(gè)儲(chǔ)能，通過第三方的公司做項(xiàng)目的總承包商，他再跟各個(gè)電池和逆變器和能量管理系統(tǒng)和變壓器等等各個(gè)設(shè)備的供應(yīng)商之間再去進(jìn)行招投標(biāo)。整個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的商業(yè)模式，主要還是基于租賃的方式來去給儲(chǔ)能電站一個(gè)經(jīng)濟(jì)回報(bào)，這是基本的商業(yè)模式。目前在國網(wǎng)范圍內(nèi)的江蘇、湖南、河南都陸陸續(xù)續(xù)有一些電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的項(xiàng)目在落地，在南網(wǎng)范圍內(nèi)主要是深圳的寶清和灘頭這兩個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目是由南方電網(wǎng)牽頭做的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的項(xiàng)目。國網(wǎng)范圍內(nèi)的，我們拿其中一個(gè)例子，是電網(wǎng)公司跟儲(chǔ)能電站簽8年的協(xié)議，規(guī)定了一個(gè)投資回報(bào)率，大概是6%-7%經(jīng)營型的租賃合同，通過這個(gè)合同保障電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性和回報(bào)。
這個(gè)項(xiàng)目，電網(wǎng)有了這樣一個(gè)資產(chǎn)以后就可以利用它參與需求側(cè)響應(yīng)，滿足電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻實(shí)際調(diào)度需求。當(dāng)然現(xiàn)在也面臨很大的政策上的爭議，4月份發(fā)改委剛剛發(fā)布關(guān)于電網(wǎng)輸配電定價(jià)征求意見稿，里面明確規(guī)定抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能不能進(jìn)入電網(wǎng)的資產(chǎn)折舊，究竟是否合理，現(xiàn)在也是一個(gè)問號，我們給發(fā)改委反饋過意見，建議納入電網(wǎng)里面，核心本質(zhì)上還是為電網(wǎng)所用的，所以我們覺得應(yīng)該要進(jìn)入到電網(wǎng)的資產(chǎn)折舊。另外國內(nèi)還有一些商業(yè)模式，在可再生能源接入比例比較高的，比如甘肅、青海通過儲(chǔ)能電站的項(xiàng)目來促進(jìn)可再生能源的消納，在儲(chǔ)能電站跟可再生能源電廠之間簽訂雙邊的交易，來去吸納更多的新能源能夠上網(wǎng)發(fā)電，這個(gè)也是一種可行的商業(yè)模式。2018年5月份國家批準(zhǔn)在8個(gè)地區(qū)開展輔助服務(wù)市場的建設(shè)工作。各個(gè)地區(qū)均對儲(chǔ)能和發(fā)電、售電同等的市場定位，在未來的輔助服務(wù)市場里面儲(chǔ)能還是有很多的機(jī)會(huì)的。
接下來介紹一下電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能相關(guān)的最新的研究，因?yàn)楝F(xiàn)在很多的爭議，什么是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，過去我們常常的觀念按物理資產(chǎn)的所有權(quán)劃分是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，但是我們認(rèn)為這樣的劃分可能不太合理，所以我們提出了一個(gè)新的劃分的方式，只要接受電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度，發(fā)揮全局性、系統(tǒng)性作用的儲(chǔ)能都應(yīng)該納入到電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的系統(tǒng)里面來，不管是電廠投的還是用戶投資，只要功能是發(fā)揮電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻，接受電網(wǎng)公司統(tǒng)一調(diào)度我們認(rèn)為都應(yīng)該視作電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，隨著現(xiàn)貨市場的建設(shè)，接受電網(wǎng)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度是他參與電力市場的前提，必須接受電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度，這是具體的定義，電源側(cè)、用戶側(cè)以及電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的我們認(rèn)為比較合理的定義，如果電源側(cè)或者用戶側(cè)的儲(chǔ)能也有獨(dú)立的計(jì)量，獨(dú)立的控制通信和結(jié)算的單元，并且參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，我們認(rèn)為也應(yīng)該是。這樣能夠鼓勵(lì)更多的全社會(huì)的資源投入電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，促進(jìn)儲(chǔ)能的發(fā)展。這是電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的功能分析，通過這樣功能實(shí)現(xiàn)以下的價(jià)值，減少電網(wǎng)資產(chǎn)投資，消納更多的新能源，維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定和黑啟動(dòng)。目前我們最后一部分介紹一下電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能所面臨的挑戰(zhàn)，國內(nèi)對儲(chǔ)能身份定位尚不明確，不僅是國內(nèi)的問題，現(xiàn)在全世界各個(gè)國家都在討論，怎么界定它的角色？它是發(fā)電資產(chǎn)還是用戶還是電網(wǎng)的設(shè)備資產(chǎn)？這個(gè)定位目前尚不明確。
另外政策上的不確定性帶來的風(fēng)險(xiǎn)，還存在一定的未知性。電力市場的規(guī)則和體系有待完善和調(diào)整，目前我們國家的電力市場還在非常初期的發(fā)展階段，未來規(guī)則和體系會(huì)有什么樣的調(diào)整，也都存在不確定性。
各類價(jià)格和回報(bào)機(jī)制尚有待更透明的處理，比如電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能能不能進(jìn)入電網(wǎng)資產(chǎn)的折舊，能不能進(jìn)入輸配電定價(jià)里面，這個(gè)需要非常細(xì)致的研究和分析。
第二層面技術(shù)經(jīng)濟(jì)層面的挑戰(zhàn)，我們現(xiàn)在儲(chǔ)能的技術(shù)的進(jìn)步和儲(chǔ)能成本的下降的速度，其實(shí)也存在一定的不確定性，這也給我們很多儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資回報(bào)帶來了一些挑戰(zhàn)。比如說電池參與調(diào)頻是非常適合的，但是頻繁的充放電，而且是不滿充不滿放的情況下也會(huì)給電池帶來非常大的損耗，減少電池的壽命。
展望未來2050年，右圖紅線是調(diào)頻的價(jià)格，藍(lán)線是備用的價(jià)格，黑線是能量/電能的價(jià)格，未來隨著可再生能源大量接入，我們預(yù)期輔助服務(wù)市場價(jià)格將會(huì)急劇上升，電容量本身會(huì)下降。所以這是未來我們認(rèn)為可能會(huì)出現(xiàn)的價(jià)格的變化的趨勢。
第二方面，在這樣的情況下，可能未來我們的傳統(tǒng)電源的收益方式也會(huì)存在改變，可能未來火電機(jī)組就不靠發(fā)電掙錢了，可能更多的是靠參與提供輔助服務(wù)掙錢，包括儲(chǔ)能更是靠參與提供輔助服務(wù)掙錢。也有問題，兩個(gè)細(xì)則的補(bǔ)償就存在這樣的問題，因?yàn)槲覀冄a(bǔ)償?shù)慕痤~，總池子是一定的，進(jìn)入的成員越多，每個(gè)成員的利益就攤薄了，這也給我們未來帶來很多的不確定性和挑戰(zhàn)。
雖然我們存在很多的挑戰(zhàn)，但是機(jī)會(huì)也非常多，預(yù)祝未來我們國家電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展能夠有更加美好的明天。謝謝！
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