中國儲能網(wǎng)訊：目前，德國的電池儲能裝機功率達到11吉瓦，儲能容量為16吉瓦時。根據(jù)德國輸電公司的最新統(tǒng)計，目前申請入網(wǎng)的集中式電池儲能總功率已飆升至160吉瓦，按照之前的電網(wǎng)擴建計劃，市場中的集中式電池儲能容量預(yù)計要到2045年前后才能接近50吉瓦。德國媒體將這一現(xiàn)象形容為一場令人震撼的“海嘯”。
在電力系統(tǒng)中，集中式電池儲能占據(jù)主導(dǎo)地位，主要用于調(diào)頻和現(xiàn)貨市場。隨著電池價格的下降和電網(wǎng)需求的增加，新的商業(yè)模式不斷涌現(xiàn)。其中，最引人注目的是“一池多用”的共享電池儲能模式。該模式通過一個電池儲能系統(tǒng)，可同時滿足調(diào)頻、現(xiàn)貨市場和家庭儲能等多種需求，提升了電池的利用效率和經(jīng)濟效益。這些共享系統(tǒng)在集中式電網(wǎng)儲能中發(fā)揮了重要作用，并開始向家庭儲能領(lǐng)域滲透。
本文將探討德國電池儲能的幾大應(yīng)用場景，包括家庭儲能、現(xiàn)貨市場、調(diào)頻市場和電網(wǎng)調(diào)度，并分析這些場景下的商業(yè)模式特點。同時，將解析“一池多用”模式如何提升經(jīng)濟效益，以及電池應(yīng)用對系統(tǒng)成本的影響，并展望其未來發(fā)展?jié)摿ΑＭㄟ^深入分析德國在經(jīng)濟層面的成功與失敗經(jīng)驗，本文還將探討為中國電池儲能市場提供借鑒的可能性。
家庭電池儲能
家庭電池儲能市場已成為能源行業(yè)中的一股重要力量，最常見的商業(yè)模式是將光伏系統(tǒng)與電池儲能相結(jié)合，電池用于提高自發(fā)電的自用比例，本質(zhì)上是一種“削峰填谷”的家庭應(yīng)用。
根據(jù)德國弗勞恩霍夫研究所的一項研究，在理想情況下，配備電池的家庭光伏系統(tǒng)成本可以與不帶電池的系統(tǒng)相當(dāng)，但在最差情況下，成本可能會翻倍。因此，從投資角度來看，盡管電池價格在持續(xù)下降，但這類系統(tǒng)并不總是最具經(jīng)濟效益。此外，如果沒有65%的稅收減免，家庭電池儲能幾乎無法實現(xiàn)盈利。
為提升家庭電池儲能的盈利能力，一種新興的商業(yè)模式——虛擬電廠應(yīng)運而生。通過這一模式，家庭電池不僅可以滿足自用需求，還能通過集合電量打包進入一次調(diào)頻市場獲取額外收入，實現(xiàn)盈利模式的多樣化。不過，這種模式會限制自用比例，而且當(dāng)前其規(guī)模仍較小。預(yù)測顯示，到2045年，德國家庭電池的規(guī)模將達到上百吉瓦。然而，測控裝置在總成本中的占比過高，系統(tǒng)的盈利能力顯著降低。此外，研究表明，電池的充放電可能進一步增加配電網(wǎng)的投資成本。相比之下，其他家庭儲能方式的盈利性更高，例如，通過市場化運營的家庭熱泵可以將包括平衡在內(nèi)的系統(tǒng)成本降低24%，而電動汽車充電的成本甚至可以降低70%以上。
為緩解電網(wǎng)擁堵和維護系統(tǒng)平衡，德國正計劃實施更廣泛的再調(diào)度措施。以往，再調(diào)度主要通過調(diào)整電廠的發(fā)電計劃來解決電網(wǎng)堵塞問題，而現(xiàn)在，這些措施已經(jīng)擴展到配電網(wǎng)層面，要求在新能源棄電的情況下依然保持系統(tǒng)平衡。未來，再調(diào)度措施將進一步覆蓋家庭光伏、熱泵和電池儲能系統(tǒng)。推廣可控的“智能電表”是關(guān)鍵，通過“一池多用”實現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，降低測控裝置在總成本中的占比。這不僅能優(yōu)化家庭的電力自用，還可參與一次調(diào)頻市場，甚至減少負電價現(xiàn)象的發(fā)生，并通過再調(diào)度獲取多重收益。
總的來看，家庭電池儲能不僅幫助用戶參與現(xiàn)貨市場交易、減少新能源預(yù)測誤差，還能優(yōu)化電力消費、降低用電成本。同時，電池儲能系統(tǒng)不僅為家庭供電提供保障，還能通過向調(diào)頻市場售電獲得額外收益。通過“一池多用”的商業(yè)模式，有效降低控制裝置在總成本中的占比，提升了投資回報率。然而，值得注意的是，在一次調(diào)頻市場上，集中式電池由于能夠大幅降低控制裝置的相對成本，并且在容量規(guī)模上滿足調(diào)頻要求，相比家庭電池儲能展現(xiàn)出更強的盈利能力。
一次調(diào)頻電池儲能
調(diào)頻是通過調(diào)整電網(wǎng)頻率來保持發(fā)電和用電的平衡。當(dāng)頻率波動時，一次調(diào)頻像是應(yīng)急反應(yīng)，快速進行初步調(diào)整，防止頻率變化過大；二次調(diào)頻則更精細，進一步修正頻率，確保系統(tǒng)長期平衡。由于一次調(diào)頻的電價在所有電價中最高，因此，它成為集中式電池儲能市場中最常見的商業(yè)模式。
德國自2014年起允許電池參與調(diào)頻市場。與2013～2015年的平均水平相比，調(diào)頻成本下降了約64%（2021年和2022年因能源危機成本有所回升），這主要得益于集中式電池儲能在調(diào)頻中的廣泛應(yīng)用。
這種商業(yè)模式的成功有三個主要原因：一是集中式電池儲能系統(tǒng)幾乎免稅，降低了成本；二是調(diào)頻持續(xù)時間縮短，減少了懲罰風(fēng)險；三是政策改革降低了市場門檻。
首先，由于幾乎免稅，成本降低了一半。其次，調(diào)頻持續(xù)時間從半小時縮短到一刻鐘，電池在充放電時幾乎無需擔(dān)心因未達標(biāo)而受到懲罰。最后，2015年德國將調(diào)頻市場的最低功率從10兆瓦降至1兆瓦，這一政策改革極大推動了市場發(fā)展。如今，調(diào)頻市場上不僅有基于生物質(zhì)發(fā)電的新能源運營商，還有不擁有發(fā)電廠的交易公司，甚至還有通過聚合家庭電池儲能提供服務(wù)的運營商。而在過去，調(diào)頻服務(wù)主要由傳統(tǒng)發(fā)電集團提供。
德國業(yè)界認為，持續(xù)盈利的關(guān)鍵在于市場容量是否充足，以及價格能否保持穩(wěn)定。歐洲電網(wǎng)需預(yù)留3000兆瓦一次調(diào)頻容量，以彌補兩個發(fā)電機組同時故障時的功率損失。每天采購約1400兆瓦的一次調(diào)頻功率，并對各國設(shè)定最低和最高采購量。這一機制旨在確保供應(yīng)商在各國的分布相對均衡，以便在電網(wǎng)解列時，每個地區(qū)都能擁有足夠的一次調(diào)頻儲備。
德國的一次調(diào)頻需求為580兆瓦，其中至少167兆瓦必須從德國境內(nèi)采購，其余部分可從鄰國進口，前提是鄰國的一次調(diào)頻價格更低。如果德國供應(yīng)商的報價足夠有競爭力，他們還可以向鄰國出口166兆瓦（出口上限），這意味著德國供應(yīng)商最多可提供746兆瓦的一次調(diào)頻。隨著丹麥西部被納入德國-盧森堡電力頻率控制區(qū)塊，德國的潛在出口能力有所提升。
隨著集中式電池儲能進入市場，價格排序出清機制壓低了整體價格，導(dǎo)致核電、硬煤電廠和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)施等高成本電源逐步退出一次調(diào)頻市場。因此，抽水蓄能電站和集中式電池儲能成為一次調(diào)頻市場的主要力量。這一趨勢與電力現(xiàn)貨市場類似，但不同之處在于，抽水蓄能擁有近7吉瓦的容量，足以滿足調(diào)頻市場需求。因此，在新能源比例不斷提高的情況下，價格不會像現(xiàn)貨市場那樣依賴燃氣電廠出清定價而上升。
電池儲能系統(tǒng)相對于抽水蓄能電站有兩大優(yōu)勢。首先，抽水蓄能受限于水庫和高度差等地理條件，而電池儲能可以靈活部署在不同地區(qū)。其次，電池儲能系統(tǒng)能夠在亞秒級內(nèi)快速、精準(zhǔn)地響應(yīng)功率需求，而抽水蓄能電站在發(fā)電與抽水模式之間的切換需要數(shù)秒至數(shù)分鐘。盡管電池儲能系統(tǒng)的初始成本較高且使用壽命較短，但從投資回報和總收益來看，電池儲能仍具吸引力。一般而言，功率在2兆瓦以上的電池儲能系統(tǒng)通?？梢詫崿F(xiàn)盈利。隨著電池價格的持續(xù)下降，這一優(yōu)勢將進一步擴大。
2024年底，用于一次調(diào)頻的集中式電池儲能預(yù)認證容量超過德國的需求量（580兆瓦），不僅能夠滿足國內(nèi)需求，還可覆蓋允許的最大出口容量（166兆瓦）。然而，抽水蓄能在平均出清價格上仍然占有優(yōu)勢。
為了進一步擴大集中式電池儲能在調(diào)頻領(lǐng)域的市場容量，電池儲能應(yīng)用正逐步向二次調(diào)頻領(lǐng)域拓展。
二次調(diào)頻電池儲能
德國二次調(diào)頻的市場價格已接近一次調(diào)頻，但電池儲能容量仍然顯得不足。此外，系統(tǒng)在整個服務(wù)周期內(nèi)必須持續(xù)提供二次調(diào)頻，并具備應(yīng)對故障的備用能力。因此，電池儲能系統(tǒng)通常需要更大的容量，才能獨立完成二次調(diào)頻任務(wù)。
為了增加市場份額，并確保全周期內(nèi)的穩(wěn)定調(diào)頻，電池儲能系統(tǒng)必須充分優(yōu)化設(shè)計。一些方案試點嘗試長時電池，如EWE能源公司采用了結(jié)合鋰離子和鈉硫電池的設(shè)計。另一些方案則將電池與燃氣輪機結(jié)合，減少對電池容量的需求，同時確保提供4小時的調(diào)頻服務(wù)。這類組合方案被認為比單獨出售各類設(shè)備更具經(jīng)濟效益。
虛擬電廠通過信息技術(shù)將各類集中式和分布式發(fā)電設(shè)備（如傳統(tǒng)電廠、太陽能、風(fēng)能及家庭儲能電池）整合為統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)。自2009年起，德國市場開始引入虛擬電廠。例如，虛擬電廠能夠調(diào)度數(shù)十座傳統(tǒng)發(fā)電廠、數(shù)百個發(fā)電機組及上千個新能源發(fā)電設(shè)備，實現(xiàn)調(diào)頻、自動發(fā)電優(yōu)化和電力現(xiàn)貨市場的平衡。通過集中管理發(fā)電廠的測量數(shù)據(jù)和控制指令，虛擬電廠建立發(fā)電機組的數(shù)學(xué)模型，并借助優(yōu)化算法確定最優(yōu)控制策略，實時將海量指令精準(zhǔn)分配至各發(fā)電機組。自2016年起，電池儲能在一次和二次調(diào)頻中的應(yīng)用得到進一步加強。電池儲能系統(tǒng)憑借其快速響應(yīng)的優(yōu)勢，不僅基本解決了發(fā)電計劃中的階梯誤差問題，還彌補了抽水蓄能的不足。
二次調(diào)頻的收入主要來自備用費用和實際出力費用，兩者金額大致相當(dāng)。相比于一次調(diào)頻，電池儲能在二次調(diào)頻中的使用頻率更高，因此，收益也更為可觀。通過優(yōu)化價格策略，電池還可以進一步提升調(diào)度收入。二次調(diào)頻市場容量較大，日均交易量約為2吉瓦。然而，電池儲能在二次調(diào)頻中的參與度仍明顯低于一次調(diào)頻，這讓業(yè)界感到困惑。原因可能在于技術(shù)實現(xiàn)的復(fù)雜性。
然而，隨著調(diào)頻市場參與者的增加，價格下降的風(fēng)險也逐漸顯現(xiàn)。為了應(yīng)對市場變化，電池運營商逐步將業(yè)務(wù)擴展至電力現(xiàn)貨市場，以尋求更多的盈利機會。
現(xiàn)貨市場的電池儲能
現(xiàn)貨市場推出以來，能源公司逐漸用其取代傳統(tǒng)的削峰填谷機制，幫助用戶通過市場價格波動進行套利并優(yōu)化電力消費。相比傳統(tǒng)的削峰填谷模式，如今的電池儲能不僅能幫助用戶規(guī)避高峰電價或避免合同違約費用，還通過參與現(xiàn)貨市場交易實現(xiàn)附加利潤。
現(xiàn)貨市場中的套利方法包括利用不同市場的價格差獲利。更重要的是，電池儲能不僅能通過價格套利獲利，還能優(yōu)化系統(tǒng)效率，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。根據(jù)“調(diào)頻在線平臺”的數(shù)據(jù)，電池儲能在一次調(diào)頻中的收入仍高于現(xiàn)貨市場的套利收益。
通過智能優(yōu)化充放電策略，電池儲能系統(tǒng)能夠在市場價格波動中實現(xiàn)利潤的最大化。儲能技術(shù)的進步和智能化管理工具的應(yīng)用，使這一過程更加高效。從2022年起，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了利用人工智能進行優(yōu)化的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品能夠在調(diào)頻市場、日前市場、日內(nèi)市場和實時市場等多個領(lǐng)域優(yōu)化電池的充放電操作。與傳統(tǒng)商業(yè)模式相比，人工智能優(yōu)化可以提升超過60%的收入，類似于股票市場中的趨勢跟蹤算法。通常，趨勢跟蹤模式的盈利是套利模式的3倍以上，但由于風(fēng)險更大，通常用于長期市場。
根據(jù)咨詢公司Frontier Economics的預(yù)測，從2030～2050年，集中式電池儲能在現(xiàn)貨市場的廣泛應(yīng)用將大幅壓低市場價格。這一趨勢表明，電池儲能將在未來電力市場中占據(jù)重要地位，同時提升系統(tǒng)效率并抑制電價上漲。作為“一池多用”模式的典型代表，電池儲能不僅可以參與實時市場，還能夠同時涉足日前市場、日內(nèi)市場和調(diào)頻市場，進一步拓展收益渠道，實現(xiàn)市場之間的平滑銜接。然而，隨著市場價格持續(xù)走低，電池儲能的商業(yè)模式也將面臨潛在的挑戰(zhàn)和風(fēng)險。
德國現(xiàn)貨市場發(fā)電側(cè)和負荷側(cè)都采用統(tǒng)一價格。相比發(fā)電側(cè)的節(jié)點電價機制，統(tǒng)一電價允許更多的交易組合。因此，市場出清后，電網(wǎng)調(diào)度部門還需對交易結(jié)果進行安全檢查。目前，電池儲能已經(jīng)被用于解決電網(wǎng)堵塞與穩(wěn)定安全方面。
根據(jù)德國調(diào)頻功率在線網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，“一池多用”依然是一個經(jīng)濟性較強的選擇。
電池儲能在電網(wǎng)調(diào)度上的應(yīng)用
近年來，德國進行了多項關(guān)于電池儲能在電網(wǎng)中應(yīng)用的研究，例如削峰填谷。然而，由于利用率較低，經(jīng)濟上通常不可行，電池儲能在電網(wǎng)運行和調(diào)度中并未得到廣泛應(yīng)用。2024年4月，德國新能源用電比例曾超過70%，但電網(wǎng)調(diào)度中并未使用電池儲能，這便是一個典型例證。
然而，最新研究表明，電池儲能在一些特殊應(yīng)用方面展現(xiàn)了獨特優(yōu)勢，例如，治愈性系統(tǒng)保護和電網(wǎng)穩(wěn)定安全。為保障電網(wǎng)安全運行，輸電及高壓配電線路通常采用雙回線設(shè)計，即兩條并行線路。當(dāng)一條線路出現(xiàn)故障時，另一條可以替補，但每條線路只能輸送一半功率。換言之，為了防止極少發(fā)生的短路事故，電網(wǎng)實際損失了近一半的容量。
為了進一步開發(fā)電網(wǎng)的輸電潛力，德國的運營人員受到再調(diào)度的啟發(fā)，提出了“治愈性”方法。這個新概念通過類似系統(tǒng)保護的方式，確保電網(wǎng)在故障后能夠迅速恢復(fù)到安全狀態(tài)。
具體來說，正常運行時，兩條輸電線的容量接近100%；當(dāng)故障發(fā)生時，非故障線路短暫過載，網(wǎng)絡(luò)助推器電池介入解決過載問題，系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常。隨后，通過電轉(zhuǎn)熱設(shè)備、調(diào)整發(fā)電計劃、啟動備用電廠、優(yōu)化潮流等措施接替電池儲能，類似一次、二次、三次調(diào)頻之間的過渡過程。
電網(wǎng)公司的研究表明，網(wǎng)絡(luò)助推器電池的投資回報期在合理范圍內(nèi)（約7～11年），可增加輸電容量30%～70%，降低再調(diào)度費用80%，減少棄風(fēng)棄光70%（棄風(fēng)棄光次數(shù)減少20%～40%）。此外，網(wǎng)絡(luò)助推器在無故障時可通過提供無功功率來盈利。
目前，德國各大輸配電網(wǎng)已啟動網(wǎng)絡(luò)助推器電池的試點項目，計劃優(yōu)先在電網(wǎng)堵塞嚴重的地區(qū)實施，而其他地區(qū)繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的“n-1”靜態(tài)安全措施。歷史上，許多大規(guī)模停電事故都是由潮流連鎖越界引發(fā)的，因此，網(wǎng)絡(luò)助推器電池是一種能夠有效防止潮流連鎖越界的系統(tǒng)保護裝置。從長遠來看，這一應(yīng)用將為電網(wǎng)調(diào)度帶來革命性的變革。
由于德國實施棄核退煤政策，加之對架空線溫度特性的利用已接近極限，電網(wǎng)的轉(zhuǎn)動慣量和穩(wěn)定安全裕度持續(xù)下降。為此，德國頒布了一系列新能源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，使新型電力系統(tǒng)具備虛擬發(fā)電機的特性。例如，自2019年起，新安裝的光伏發(fā)電設(shè)備必須按發(fā)電功率提供無功功率；高壓電網(wǎng)中的風(fēng)電和光伏還需具備類似發(fā)電機的調(diào)壓能力，滿足頻率跌落率要求，并提供轉(zhuǎn)動慣量。對于2019年前安裝的風(fēng)電和光伏設(shè)備，要求加裝構(gòu)網(wǎng)型電池儲能。未來，德國還計劃在電力現(xiàn)貨市場推出與轉(zhuǎn)動慣量相關(guān)的產(chǎn)品。
根據(jù)德國電網(wǎng)公司的預(yù)測，到2045年，網(wǎng)絡(luò)助推器電池容量將超過50吉瓦，而包括構(gòu)網(wǎng)型儲能在內(nèi)的電池總量將達到100吉瓦。這將顯著提升輸電能力，減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，同時為投資者帶來長期收益。然而，除了試點項目，這些計劃容量尚未納入正式的電網(wǎng)規(guī)劃，投資仍存在一定風(fēng)險。
綜上所述，德國電池儲能市場在調(diào)頻、現(xiàn)貨市場和電網(wǎng)調(diào)度中的成功應(yīng)用，充分展示了儲能技術(shù)在提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益方面的關(guān)鍵作用。隨著稅收優(yōu)惠逐漸減少，“一池多用”的商業(yè)模式預(yù)計將成為未來發(fā)展的主流。
對中國的啟示與借鑒
在中國，關(guān)于電池儲能的發(fā)展存在兩種截然不同的觀點：一種主張風(fēng)電和光伏應(yīng)配備一定比例的儲能，大力推動電池儲能技術(shù)的發(fā)展；另一種則認為風(fēng)光儲能的利用效率較低，盈利模式單一，可能導(dǎo)致發(fā)電成本上升。后者的看法與德國的實際情況比較接近，而借鑒一些德國的盈利模式正好是一種補充。
家庭電池儲能
中國已經(jīng)廣泛普及了家庭智能電表，通過虛擬電廠的集中上市，可以有效減少新能源預(yù)測誤差。擴展可控功能還有助于減少負電價現(xiàn)象的發(fā)生概率。然而，鑒于德國家庭電池儲能的負面經(jīng)驗，即便電池價格相對較低，投資仍需慎重。相比之下，中國電動汽車的發(fā)展十分迅速，電池的充放電優(yōu)化不僅會顯著降低使用成本，還可以減少電力系統(tǒng)的整體投資。
調(diào)頻電池儲能
中國燃氣電廠的比例僅為3%，而抽水蓄能電站占到6%。由于部分天然氣需要進口，大規(guī)模建設(shè)燃氣電廠并不現(xiàn)實。相反，抽水蓄能電站和電池儲能調(diào)頻有望迅速發(fā)展。從經(jīng)濟角度看，抽水蓄能相比電池儲能更具成本效益。因此，抽水蓄能應(yīng)成為電網(wǎng)調(diào)頻的首選方案。在無法建設(shè)抽水蓄能電站或其建設(shè)速度跟不上新能源發(fā)展的地區(qū)，調(diào)頻電池儲能可能成為一個快速發(fā)展的替代方案，而長時儲能電池或?qū)⒙氏葢?yīng)用于二次調(diào)頻市場。
國內(nèi)電池行業(yè)的“內(nèi)卷”現(xiàn)象既與電池廠商數(shù)量過剩有關(guān)，也受到國內(nèi)尚未完善的電價體系限制，尤其是在調(diào)頻電價較低的情況下。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，廣東省已出臺多項政策，鼓勵電池儲能參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場，且其調(diào)頻電價也顯著高于其他省份。
歐洲電力現(xiàn)貨市場在規(guī)則和結(jié)算上是統(tǒng)一的，但各國在平衡結(jié)算方面仍存在一些差異。同時，歐洲已經(jīng)建立了統(tǒng)一的調(diào)頻平衡機制，并通過共同的排序優(yōu)化來實現(xiàn)市場出清。由于中國各省調(diào)頻電價存在較大差異，建立統(tǒng)一的調(diào)頻市場顯得尤為重要。通過統(tǒng)一市場出清，并結(jié)合各省電網(wǎng)潮流的邊界條件，可以大幅降低系統(tǒng)調(diào)頻成本，從而推動調(diào)頻電池的應(yīng)用與發(fā)展。如果電價改革順利推進，實現(xiàn)電價前置引領(lǐng)規(guī)劃，調(diào)頻電池的潛力將進一步得到釋放。然而，歐洲大部分地區(qū)采用統(tǒng)一或區(qū)域性的電價機制，而中國的發(fā)電市場主要采用節(jié)點電價機制，因此，需要注意兩者在市場結(jié)構(gòu)上的顯著差異。
現(xiàn)貨電池儲能市場
類似于德國，中國也有大量高耗能企業(yè)，市場平衡機制將在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用。例如，工業(yè)園區(qū)可以通過光伏與電池結(jié)合，借助虛擬電廠商業(yè)模式參與現(xiàn)貨市場，不僅能幫助降低峰值電價，還可以參與系統(tǒng)調(diào)頻。在調(diào)峰納入現(xiàn)貨市場后，企業(yè)甚至有機會直接從現(xiàn)貨市場中獲利。
與傳統(tǒng)價格機制相比，電力現(xiàn)貨市場的價格波動性顯著增強。事實上，現(xiàn)貨市場上電池儲能的盈利能力高度依賴市場平衡機制，而調(diào)峰是價格波動和市場活躍的主要驅(qū)動因素?；痣娮鳛檎{(diào)峰電源提供分鐘級調(diào)節(jié)，而電池儲能可實現(xiàn)秒級調(diào)節(jié)，兩者之間時間尺度差異較大，這為調(diào)峰資源的協(xié)調(diào)帶來了難題。實際上，這種差異應(yīng)從調(diào)平衡的角度去理解并加以有效利用。
當(dāng)前，中國尚未建立市場平衡機制，但正在積極推進相關(guān)研究。山西省已將調(diào)峰機制引入電力現(xiàn)貨市場，為電池儲能商業(yè)模式奠定了良好基礎(chǔ)。當(dāng)然，一個獨立的調(diào)峰市場也可以引入市場平衡機制，其優(yōu)點是不受節(jié)點電價的約束，因此，更具有公平性。然而，其缺點在于調(diào)峰市場的信號可能與現(xiàn)貨市場的信號不一致，可能會對市場參與者的決策帶來一定困擾。隨著新能源占比的持續(xù)上升，市場平衡機制的逐步完善將進一步推動電池儲能在調(diào)節(jié)與平衡中被廣泛應(yīng)用。
中國水利資源豐富，水電與集中式電池儲能的結(jié)合在電力現(xiàn)貨市場中可能具有良好的盈利前景。在調(diào)峰機制納入現(xiàn)貨市場的地區(qū)，水電與集中式電池儲能結(jié)合，聯(lián)合使用隨機優(yōu)化和基于趨勢跟蹤的人工智能算法，盈利潛力會更大，成為一個極具吸引力的選擇。趨勢跟蹤作為正常的市場行為，不僅能提升盈利水平，還能降低市場價格。同時，需要做好解釋工作，避免這種盈利潛力受到電價政策的限制。
電池儲能在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用
有國內(nèi)的電池廠家預(yù)計，開發(fā)和管理“零碳”電網(wǎng)的業(yè)務(wù)市場規(guī)模未來可能比電動汽車市場大十倍。電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)用主要涉及削峰填谷、提供無功支持和提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面。
隨著電池價格的持續(xù)下降，以及現(xiàn)場購電協(xié)議減免過網(wǎng)費用的推動，基于電池的削峰填谷調(diào)度模式正呈現(xiàn)一定程度的回歸趨勢。與德國不同，由于中國電價水平較低，這一商業(yè)模式在盈利能力上是否優(yōu)于現(xiàn)貨市場和調(diào)頻市場，仍需視具體情況而定。
新能源比例的不斷提升，特別是在輸配電網(wǎng)未分離的場景下，基于電池的電壓/無功優(yōu)化潛力顯著增加。無功優(yōu)化與削峰填谷結(jié)合的“一池多用”模式有望顯著提高盈利水平。
在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，與德國不同，中國仍保留了大量的傳統(tǒng)電廠，部分地區(qū)甚至在擴建。雖然中國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性問題暫時沒有德國突出，但由于電壓等級高和輸送距離遠，電網(wǎng)公司可能還會提前制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于電池制造商而言，德國的網(wǎng)絡(luò)助推器和構(gòu)網(wǎng)型電池儲能市場，可能會首先獲得更多的關(guān)注。實際上，國內(nèi)頭部電池廠家大多依賴歐洲、特別是德國和英國的電池市場，以彌補國內(nèi)市場“內(nèi)卷”帶來的利潤損失。
綜上所述，德國在電池儲能發(fā)展過程中積累的正反兩方面經(jīng)驗，對中國具有一定的借鑒意義。值得注意的是，在德國，虛擬電廠主要作為市場的輔助工具，關(guān)鍵在于市場機制和商業(yè)模式的運作。目前，虛擬電廠不僅用于分布式新能源，還更多地參與傳統(tǒng)電廠的聯(lián)合調(diào)度。相比之下，在中國，虛擬電廠則更側(cè)重于需求側(cè)響應(yīng)與控制。這種差異或許與兩國現(xiàn)行的調(diào)度方式及發(fā)電側(cè)電價機制的不同有關(guān)。
進一步而言，一方面，“一池多用”的商業(yè)模式在不同市場中的特點值得參考；另一方面，除了關(guān)注電池的經(jīng)濟性，也應(yīng)重視其在市場中的作用。例如，電池套利和趨勢跟蹤等方法都是合理的市場行為，既能增強系統(tǒng)平衡能力，又能降低系統(tǒng)成本。
電池儲能只是眾多儲能方式之一，綜合儲能往往能帶來更顯著的協(xié)同效應(yīng)。例如，光伏與熱泵及儲熱的結(jié)合、抽水蓄能與電池儲能的結(jié)合、網(wǎng)絡(luò)助推器電池與電轉(zhuǎn)熱的結(jié)合，以及風(fēng)電光伏儲能與構(gòu)網(wǎng)型電池儲能的結(jié)合等。因此，以綜合儲能輔助服務(wù)技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合能源服務(wù)和綜合能源網(wǎng)絡(luò)，才是推動能源轉(zhuǎn)型的最終方向。
最后需要強調(diào)的是，德國堪稱新能源商業(yè)模式的試驗場，積累了豐富的正反兩方面經(jīng)驗，借鑒它們可以顯著降低試錯成本。然而，由于中國國情、經(jīng)濟布局和地理條件與德國存在明顯差異，直接復(fù)制德國的做法未必合適，仍需根據(jù)實際情況進行調(diào)整和優(yōu)化。
