據(jù)上看，當(dāng)前在某些領(lǐng)域鋰離子電池和天然氣峰值電廠之間是可以競爭的，未來幾年這種競爭在美國全國范圍內(nèi)會越來越明顯，隨著成本“瓶頸”的突破，電池在美國將更具優(yōu)勢。
后新的天然氣峰值電廠建設(shè)增速變緩，而10年后很可能將完全停止。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為儲能很利于削峰填谷，即使不考慮儲能帶來的多重價(jià)值，它也可以在成本方面擊敗天然氣，十年后儲能將立于不敗之地。
未來十年美國需要為電網(wǎng)新增20GW的調(diào)峰能力，其中半數(shù)以上的電量會在這十年的后期投入使用，如下圖顯示2018-2020年期間為7440MW，2023年至2027年為12645MW。這剛好為儲能提供了時(shí)間以便發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。當(dāng)然如果技術(shù)發(fā)展的更快的話，儲能的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢會更快顯現(xiàn)。
雖然美國市場當(dāng)前的電儲能不到1GW，但在未來十年里，它將至少取代三分之一的電量高峰。如果市場增長更快，那么儲能可能取代近20GW，占調(diào)峰容量的一半。
從光伏產(chǎn)業(yè)我們可以看到，技術(shù)發(fā)展速度遠(yuǎn)超我們的想象，這樣的變化也讓決策者措手不及，加利福尼亞能源局就已經(jīng)在重新考量是否有必要在Oxnard建設(shè)天然氣峰值電廠。因?yàn)閾?jù)加利福尼亞獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商研究發(fā)現(xiàn)，峰值工廠即使使用2014的價(jià)格也比儲能成本更昂貴。GTM指出了該項(xiàng)目成本與當(dāng)前行業(yè)定價(jià)的差異，該峰值電廠的開發(fā)商N(yùn)RG能源，隨即暫停了項(xiàng)目的建設(shè)，雖然沒有完全終止，但也在觀望期待其他清潔能源作為替代介入。
在南澳大利亞，為了保障電網(wǎng)穩(wěn)定和可再生能源整合的需要，100MW的特斯拉電池已經(jīng)安裝并于上個(gè)月上線投入使用。雖然南澳大利亞仍將開發(fā)天然氣峰值電廠，但特斯拉電池可能預(yù)示著未來的發(fā)展。
此前Wood Mackenzie和GTM研究公司一份報(bào)告指出，無論是獨(dú)立的電池還是與可再生能源配套的電池，都尚未與當(dāng)?shù)氐奶烊粴夥逯倒S競爭。但實(shí)際上電池系統(tǒng)沒有停止追趕的腳步。分析家預(yù)測，在2025年，獨(dú)立電池和可再生能源混合電池將在調(diào)峰領(lǐng)域徹底擊敗開式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)裝置。
中國儲能調(diào)峰政策分析
2016年6月7日，國家能源局市場監(jiān)管司下發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)電儲能參與“三北”地區(qū)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點(diǎn)工作的通知》。文件鼓勵發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶、電儲能企業(yè)等投資建設(shè)電儲能設(shè)施;在發(fā)電側(cè)建設(shè)的電儲能設(shè)施，或作為獨(dú)立主體參與輔助服務(wù)市場交易;在用戶側(cè)建設(shè)的電儲能設(shè)施，可視為分布式電源就近向電力用戶出售;用戶側(cè)建設(shè)的一定規(guī)模的電儲能設(shè)施，可作為獨(dú)立市場主體，深度調(diào)峰。
結(jié)合中國調(diào)峰輔助服務(wù)的市場現(xiàn)狀，通過簡單的計(jì)算分析，調(diào)峰輔助服務(wù)對儲能開放，可將應(yīng)用于風(fēng)電場的儲能系統(tǒng)投資回收期減少近40%。
這是電改9號文發(fā)布以來，與儲能最直接相關(guān)的改革措施，《通知》直接為儲能開放了一個(gè)特定的電力市場——調(diào)峰輔助服務(wù)。通知要求，“三北”地區(qū)原則上可選取不超過5個(gè)電儲能設(shè)施參與電力調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)補(bǔ)償(市場)機(jī)制試點(diǎn)，發(fā)揮電儲能技術(shù)優(yōu)勢，建立促進(jìn)可再生能源消納的長效機(jī)制。
《通知》內(nèi)容概述
《通知》對什么樣的儲能設(shè)施可以參與調(diào)峰、如何參與調(diào)峰、如何結(jié)算等關(guān)鍵問題都做出了說明，是比較實(shí)質(zhì)的一個(gè)文件，此文件為未來更詳細(xì)的執(zhí)行方案出臺，指明了方向。
1、誰可以參與調(diào)峰？
發(fā)電側(cè)參與調(diào)峰輔助服務(wù)：發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶、獨(dú)立輔助服務(wù)提供商等；
用戶側(cè)參與調(diào)峰輔助服務(wù)：小區(qū)、樓宇、工商企業(yè)等。
2、什么樣的儲能設(shè)施可以參與調(diào)峰？
發(fā)電側(cè)參與調(diào)峰輔助服務(wù)：儲能設(shè)施充電功率、能量要求：10MW/4h以上
用戶側(cè)參與調(diào)峰輔助服務(wù)：分布式電儲能設(shè)施、電供熱儲能設(shè)施，沒有功率、能量要求。
3、儲能如何參與調(diào)峰？
鼓勵在集中式新能源發(fā)電基地配置電儲能設(shè)施，參與調(diào)峰輔助服務(wù)
10MW以上的電儲能設(shè)施，接受電力調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度
建設(shè)在發(fā)電廠的儲能設(shè)施(儲電、電供熱儲能)，可與發(fā)電廠聯(lián)合參與調(diào)峰，也可以獨(dú)立主體參與調(diào)峰。其中，建設(shè)在風(fēng)光電站的電儲能設(shè)施，優(yōu)先考慮風(fēng)光電站使用后，富裕能力可參與輔助服務(wù)市場
用戶側(cè)儲能設(shè)施(儲電、電供熱儲能)僅可參與深度調(diào)峰與啟停調(diào)峰。
4、儲能調(diào)峰如何結(jié)算？
建設(shè)在發(fā)電廠的儲能設(shè)施，放電電量按照發(fā)電廠相關(guān)合同電價(jià)結(jié)算
用戶側(cè)儲能設(shè)施，按市場規(guī)則自行購買電量，放電時(shí)，可就近向電力用戶出售電力獲得收益
充放電4小時(shí)以上的電儲能裝置參與發(fā)電側(cè)啟停調(diào)峰，視為一臺最低穩(wěn)燃功率相當(dāng)?shù)幕痣姍C(jī)組啟停調(diào)峰。
中國調(diào)峰輔助服務(wù)簡介
2006年11月，國家電監(jiān)會印發(fā)了《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》，隨后，在此《辦法》規(guī)定下，東北、西北、華北、華中、華東以及南方電監(jiān)局相繼出臺各區(qū)域《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理細(xì)則》以及《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理細(xì)則》(以下簡稱《兩個(gè)細(xì)則》)，中國的電力輔助服務(wù)市場開啟，調(diào)峰是其中重要的一項(xiàng)輔助服務(wù)。按照《兩個(gè)》細(xì)則的要求，調(diào)峰輔助服務(wù)分為基本調(diào)峰、有償調(diào)峰兩種?；菊{(diào)峰是指發(fā)電機(jī)組在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，為了跟蹤負(fù)荷的峰谷變化而有計(jì)劃的、按照一定調(diào)節(jié)速度進(jìn)行的發(fā)電機(jī)組出力調(diào)整所提供的服務(wù)。有償調(diào)峰是指發(fā)電機(jī)組按電力調(diào)度指令超過基本調(diào)峰范圍進(jìn)行的深度調(diào)峰，以及發(fā)電機(jī)組啟停機(jī)調(diào)峰所提供的服務(wù)?；菊{(diào)峰是發(fā)電機(jī)組必須提供的輔助服務(wù)，目前沒有補(bǔ)償，因此儲能參與調(diào)峰輔助服務(wù)，將更多的參照有償調(diào)峰的相關(guān)規(guī)定，衡量收益，制定策略。
華北電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)，京津唐電網(wǎng)，2013年3月試運(yùn)行了《京津唐電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電廠調(diào)峰輔助服務(wù)補(bǔ)償實(shí)施細(xì)則(修訂稿)》，新制定的補(bǔ)償辦法如下：
對應(yīng)京津唐電網(wǎng)負(fù)荷曲線高峰、低谷形態(tài)，發(fā)電單元出力曲線峰谷差率大于京津唐電網(wǎng)負(fù)荷曲線峰谷差率應(yīng)該獲得補(bǔ)償，幅度越大、調(diào)峰貢獻(xiàn)越大，應(yīng)獲得補(bǔ)償越多;反之則需承擔(dān)補(bǔ)償費(fèi)用，峰谷差率越小、應(yīng)承擔(dān)費(fèi)用越多。
與之前華北電網(wǎng)兩個(gè)細(xì)則，僅僅從調(diào)節(jié)電量的角度進(jìn)行補(bǔ)償，新的修訂稿，將機(jī)組的變化幅度也考慮進(jìn)去，變化幅度越大，越容易調(diào)節(jié)，所獲得的服務(wù)補(bǔ)償也就越多。最新公布的數(shù)據(jù)顯示，華北電網(wǎng)內(nèi)的京津唐地區(qū)，2016年1月，調(diào)峰輔助服務(wù)補(bǔ)償總額，按照2006年頒布的《兩個(gè)細(xì)則》計(jì)算，為281萬元，而按照了《京津唐電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電廠調(diào)峰輔助服務(wù)補(bǔ)償實(shí)施細(xì)則(修訂稿)》計(jì)算，補(bǔ)償費(fèi)用則為1402萬元，提供調(diào)峰輔助服務(wù)，獲得的匯報(bào)提高了近5倍。
儲能參與調(diào)峰輔助服務(wù)的經(jīng)濟(jì)性
《通知》的出臺，實(shí)質(zhì)上給了儲能正當(dāng)?shù)纳矸?，可以參與“三北”地區(qū)調(diào)峰服務(wù)。但儲能最終是否能在調(diào)峰輔助服務(wù)市場獲得推廣應(yīng)用，最直接的制約因素還是在于其經(jīng)濟(jì)性。
對照兩個(gè)細(xì)則，三北地區(qū)中，東北電網(wǎng)對于調(diào)峰的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)較高，因此以參與東北電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)為例，計(jì)算儲能收益。
假設(shè)儲能系統(tǒng)在谷段或平段充電，峰段將電全部放光，高峰放電時(shí)獲得售電收益，谷段和平段的充電視為參與輔助服務(wù)市場調(diào)峰，獲得調(diào)峰收益。則一套儲能系統(tǒng)在上述時(shí)段劃分下，一天可進(jìn)行2次滿充滿放。
如布置一套10MW/4h的儲能系統(tǒng)，并假設(shè)其放電時(shí)上網(wǎng)電價(jià)采用風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)核算，則其參與調(diào)峰的總收益計(jì)算如下。
1、每天調(diào)峰收益
每次可下調(diào)電量40MWh，按照補(bǔ)償量值高的東北電網(wǎng)計(jì)算，其每天的補(bǔ)償費(fèi)用為：
2、每天售電收益
按照《通知》的規(guī)定，建設(shè)在發(fā)電端的儲能設(shè)施，售電按電廠上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算，因此儲能高峰放電按風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)0.5元/kWh計(jì)算。假設(shè)所存電量高峰期都能出售，且充放電效率為100%，不考慮充放電深度，全部放光，每天的售電收益為：
3、全年收益
全年按360天計(jì)算，假設(shè)每天都是理想狀態(tài)，低充高放，則全年收益為：
4、投資回收期
假設(shè)一套儲能系統(tǒng)的成本為3000元/kWh，不考慮其他建設(shè)、人力、運(yùn)維成本，則10MW/4h的儲能系統(tǒng)總成本為1.2億元(3000元/kWh×40000kWh)。則整個(gè)系統(tǒng)的投資回收期為5.2年(1.2億元/2304萬元)。
每天2次循環(huán)，5.2年共計(jì)循環(huán)3744次(2次×360天×5.2年)，鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池的循環(huán)壽命基本都能滿足此要求。
“三北”調(diào)峰輔助服務(wù)放開，對儲能收益的影響
依舊以上述的計(jì)算為例，在儲能不參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場的前提下，假設(shè)僅僅削峰填谷，使用風(fēng)電場電力充電，充電電費(fèi)按0元/kWh計(jì)算，僅能獲得高峰售電收益。全年收益為1440萬(40000元×360天)，投資回收期8.3年，調(diào)峰服務(wù)的放開，回收期變?yōu)?.2年，儲能參與調(diào)峰輔助服務(wù)，可以大大縮短投資回收期。
當(dāng)然，以上計(jì)算中，假設(shè)的場景非常理想，考慮到充放電效率，送出線路制約，存儲的電力高峰時(shí)段是否能全部出售等，投資回收期會有一定的延長，但無疑，調(diào)峰輔助服務(wù)對儲能開放，可以為儲能提供一筆較大的收益。尤其在津京唐電網(wǎng)，其修訂的兩個(gè)細(xì)則中，以調(diào)節(jié)幅度來衡量、計(jì)算補(bǔ)償收益，調(diào)峰補(bǔ)償因此大幅增加，考慮到儲能可獲得正負(fù)100%的調(diào)節(jié)幅度，因此，在此市場中，儲能是非常占優(yōu)的調(diào)峰資源，可以獲得更高的收益。
當(dāng)然，10MW/4h的儲能系統(tǒng)，初始投資成本巨大，但《通知》中對于與發(fā)電廠聯(lián)合參與調(diào)峰的儲能系統(tǒng)并沒有明確的規(guī)模要求，因此，投資者可以依情況建設(shè)不同規(guī)模的儲能系統(tǒng)，從而參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場。
另外，用戶側(cè)的分布式儲能系統(tǒng)，除了為自己提供電力外，《通知》也允許其向鄰近用戶出售電力，參與系統(tǒng)深度調(diào)峰與啟停調(diào)峰，因此實(shí)質(zhì)上為用戶用側(cè)儲能系統(tǒng)提供了一種可以探討的商業(yè)應(yīng)用模式，對戶用儲能是一大利好。
