能源變革社會|儲能商業模式與調度體制,誰能改變誰?

能源变革社会|储能商业模式与调度体制,谁能改变谁?

編者按:隨著電改推進造成的鬆動,儲能市場瞬間火熱。相關企業紛紛進入掘金,但目前釋放的商業空間很有限,還在現有電網調度的夾縫中“尋食”。一旦離開發電廠,單獨建儲能電站,成本增加,幾無可能獨立運營。輔助服務市場還沒有成型,可以說未來儲能是否能形成真正的商業模式,還要由電力市場的完善度,以及現有調度體系是否會根本變化來定。不然,儲能只能賺夾縫中的小錢。

【無所不能 文 | 張樹偉】過去,儲能非常昂貴。僅僅個別場合(比如比爾蓋茨的豪宅、充電寶)或者重要機構與基礎設施(比如醫院、大型服務器中心)使用的工具。應用多是非系統級的,始終存在,但並不參與整個電力系統的平衡。

現在,情況有了很大改變。一方面,電力系統中可再生能源越來越多,系統平衡與效率要求需要市場“越來越快,越來越短”,儲能響應速度、增加與減少出力的靈活性都是最優的;另一方面,儲能技術也取得長足進步,刺激人們對儲能未來在交通與電力行業承擔更多職責的預期。成本下降,且商業模式愈加可行,探討系統級儲能的商業模式變成一個有意義的問題。

廣義上講,儲能可以在發電、輸電與配電側發揮作用,帶來好處,衍生可行的商業模式。但是,不同電力市場的設計模式、系統結構與價格特點都千差萬別,潛在的商業模式也有各自特點。

在我國目前的調度模式下,系統級的儲能跟普通發電電源沒有區別;調度模式不改變,其商業模式將主要是“裙帶式”的分割發電市場,因此誰是業主將變得異常重要;儲能大發展能否推動調度模式改變,寄希望於分佈式能源更大程度的應用。

儲能的功能與系統價值構成

技術上講,儲能的系統價值很清楚。在一個電力市場與系統中,它可以提供:

  • 能源的存儲。在價格低的時候充電,合適的時候放電,從而進行價格套利。

  • 頻率控制

  • 電壓控制。

  • 峰荷轉移

儲能這些價值如何貨幣化,與市場設計息息相關,市場的開放性與參與主體的資格在其中最重要。

  • 能源的存儲與價格套利。歐美電力市場的批發市場,往往對參與者的資格有各種要求,比如年交易量,居民用戶通常被隔離於批發市場。這樣,如果市場設計不降低要求,儲能如果規模小,就無法參與發電市場購電與賣電。

  • 頻率控制。德國TSO的二次調頻市場(分鐘級平衡),招標每週進行。如果一個儲能還有其他非系統級用途,很容易充滿或者完全釋放,那麼提前一週明確是否能提供調用服務就比較困難,儲能很難參與。

  • 電壓控制。可再生能源越多,局部時段配電網電壓穩定困難就會越大。大部分市場,電壓穩定的服務以成本為基礎。但是,儲能需要跟切除可再生能源比成本大小。目前競爭性市場直接切除風電成本最優。我國直接棄風更是完全不需要補償。

  • 峰荷轉移。典型的美國ERCOT的運行備用(ORDC)的設計,系統運行備用越低,其價格將越高,乃至上漲幾百倍至測算的所謂“停電損失”的級別(比如一度電10美元),吸引更多參與者投入實時市場,儲能是其中一個選項。

我國調度特點與儲能商業模式可行性

總體而言,調度在我國還是各個發電商與市場主體的“司令官”。大部分系統輔助服務都是一種義務,或者是基於成本測算的補償。東北推出的所謂輔助服務市場,基本屬於胡搞。

在目前調度方式下,只有發電才有收益,儲能商業模式也圍繞如何獲得發電量,跟普通發電廠無異。這種情況突出表現在中國特色的“調峰”概念中。

歐美市場,“大力發展調峰電源”的提法是匪夷所思的。對於一個冗餘50%的系統,向上調節的價值幾乎為零,而要提供向下的調節,需要已經建成並在系統中的儲能電站。

但是,由於我國的調度模式,“先定位你是調峰電源,然後再給你一定發電量,你考慮到這點拼命建很大規模,然後再提供向下調節”的模式仍舊廣泛存在。

價格套利短期內是存在的,但是這個市場會很快飽和,不具有可擴展性。當然,在我國,市場的指揮官會以各種理由(統一規劃、資格認定、所謂有序發展等)限制市場競爭與整個市場的開放性,價格套利的“飽和”進程相對會慢。

在一個割裂的市場中,你可以通過各種“特權”途徑探索調峰電源與價格套利兩種盈利模式。

但是整個行業無法靠這種典型來發展。至於其他的,比如調頻、電壓控制、黑啟動、爬坡等輔助服務在目前系統中多數是免費的,屬於各個電廠的義務。這些功能的貨幣化還存在問題。

分佈式與儲能推動調度模式變革

筆者2016年曾提到,儲能應用需要避免的是一種錯誤的組合——缺乏波動性定價的市場、對儲能放電單獨補貼、補貼通過消費者消化、啥時候放電調度說了算。

分佈式電源與應用,將在“啥時候放電”的問題上挑戰調度模式,從而自我調度,有望引發系統平衡方式的積極變化。

當然,到底誰能最終改變誰,還需要觀察一段時間。比如,現在已經出現了“分佈式要服從統一調度管理”的聲音。這種情況下,儲能只不過增加了系統的冗餘程度而已。

基於以上的討論,我們可以看出,儲能行業的成本與競爭力,是個很私人的話題。公共話題可能包括:

1. 推動系統運行數據公開,全面理解調度體系模式;

2. 致力於統一市場建設,作為基本的價值觀,而不是以各種“特權“的方式進一步割裂市場。這是基本的社會責任;

3. 分佈式項目安裝儲能,並努力爭取市場主體與自我調度資格,類似先進生產力——燃煤自備電廠過去的行為模式。

【本文作者:張樹偉,卓爾德環境研究中心首席能源經濟師】

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