近年來，在政策激勵、市場規(guī)則和靈活價格機制的引導(dǎo)下，電儲能特別是電化學(xué)儲能呈規(guī)?；l(fā)展趨勢，電力輔助服務(wù)、發(fā)電和集中式可再生能源并網(wǎng)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)已成為儲能重點應(yīng)用領(lǐng)域。隨著我國電力體制改革逐步深入，電力市場建設(shè)取得明顯成效，國家能源局2017年印發(fā)了《完善電力輔助服務(wù)補償（市場）機制工作方案》（國能發(fā)監(jiān)管〔2017〕67號），方案中明確要完善現(xiàn)有相關(guān)規(guī)則條款，按需擴大電力輔助服務(wù)提供主體，鼓勵儲能設(shè)備、需求側(cè)資源參與提供電力輔助服務(wù)，允許第三方參與提供電力輔助服務(wù)。電力輔助服務(wù)市場特別是調(diào)頻輔助服務(wù)市場已成為儲能獲取高價值回報的重要平臺。目前，電力市場化進程還在逐步深化的過程中，支撐儲能技術(shù)應(yīng)用的政策和市場化環(huán)境還相對有限，故在系統(tǒng)建設(shè)和運行層面仍存在諸多問題，特別是在電力輔助服務(wù)這一領(lǐng)域，儲能系統(tǒng)應(yīng)用還面臨一些問題與挑戰(zhàn)。

電力輔助服務(wù)市場儲能規(guī)模及應(yīng)用情況分析

為鼓勵儲能參與電力調(diào)頻輔助服務(wù)市場，各國結(jié)合本國實際出臺了一系列政策，如美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）2013年出臺了強制性調(diào)頻補償機制，即針對北美電力市場中調(diào)頻補償?shù)囊?，分別按照調(diào)頻容量和調(diào)頻效果對調(diào)頻電源（包含儲能）付費，進而使快速響應(yīng)電源能夠在電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)中得到公平合理的收益。近兩年，隨著歐洲和澳洲可再生能源快速增長，同樣帶來迫切的電力輔助服務(wù)需求，進一步催生了儲能行業(yè)的發(fā)展，英國、德國、澳洲目前已成為全球發(fā)展儲能參與電力調(diào)頻輔助服務(wù)發(fā)展最快的地區(qū)。

截至去年底，我國已投運電儲能項目累計裝機規(guī)模達到31.2吉瓦，其中調(diào)峰儲能裝機規(guī)模仍穩(wěn)居第一，電化學(xué)儲能的累計裝機規(guī)模位列第二，達到1011.5兆瓦。目前，調(diào)頻調(diào)峰電力輔助服務(wù)都利用到傳統(tǒng)火電機組的特性進行優(yōu)化，調(diào)峰的調(diào)用次數(shù)少，更適合傳統(tǒng)電鍋爐或蓄熱等初始投資低的技術(shù)方案；而調(diào)頻調(diào)用頻繁，運行成本低的高效電儲能技術(shù)更具優(yōu)勢。未來，隨著儲電成本的不斷下降，電儲能將從調(diào)頻過渡到日調(diào)峰、季度調(diào)峰和備用應(yīng)用等領(lǐng)域并逐級產(chǎn)生替代價值。其中調(diào)頻將成為最先體現(xiàn)儲能新技術(shù)價值的應(yīng)用領(lǐng)域。從已投運的電化學(xué)儲能項目應(yīng)用分布來看，電力輔助服務(wù)領(lǐng)域儲能應(yīng)用所占比重為14%，且全部為電力調(diào)頻輔助服務(wù)（不含電化學(xué)儲能調(diào)峰示范項目），儲能系統(tǒng)參與調(diào)峰電力輔助服務(wù)的高壓固體電蓄熱調(diào)峰裝機規(guī)模為285兆瓦。

從實際分布來看，儲能在電力調(diào)頻輔助服務(wù)市場的應(yīng)用全部集中在兩個細(xì)則執(zhí)行較好的地區(qū)，儲能設(shè)施通過與火電機組聯(lián)合運行的方式，實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)頻，共享電力輔助服務(wù)（兩個細(xì)則）收益。隨著我國電力市場化改革的深入，電力輔助服務(wù)市場化建設(shè)全面鋪開，特別是各地方電力輔助服務(wù)市場的加速籌建，儲能等新技術(shù)參與輔助服務(wù)的機會逐步增多，在輔助服務(wù)市場的應(yīng)用得到了加速部署，部分省份由電網(wǎng)企業(yè)牽頭逐步落實電網(wǎng)側(cè)儲能項目，以緩解高峰電力運行壓力，并全部參與電力輔助服務(wù)市場獲取收益。現(xiàn)階段儲能可參與的電力輔助服務(wù)類別仍較為有限，主要受電力輔助服務(wù)市場服務(wù)內(nèi)容和規(guī)則多樣化程度不高和儲能參與電力輔助服務(wù)市場可獲得高價值回報的服務(wù)類型相對單一兩個因素影響。相對于國內(nèi)未來調(diào)頻需求來看，儲能在我國輔助服務(wù)市場中的應(yīng)用剛剛起步，未來發(fā)展前景可期。

電力輔助服務(wù)市場儲能應(yīng)用現(xiàn)狀

電力調(diào)頻因為邊際效益高，是各類電力輔助服務(wù)中首先使用儲能的應(yīng)用場景，自2010年儲能參與調(diào)頻應(yīng)用開始商業(yè)化運行后，鋰電便進入這一領(lǐng)域。相對于承擔(dān)調(diào)頻工作的傳統(tǒng)發(fā)電機組，電儲能具有施工周期短、布點靈活、占地小、調(diào)節(jié)速率快等優(yōu)勢，并可以彌補火電或燃?xì)饨M調(diào)頻運行成本高的現(xiàn)實，同時在建設(shè)成本方面又優(yōu)于抽水蓄能機組。因其具有響應(yīng)速度快，響應(yīng)精準(zhǔn)度高的特點，使其可以更好地滿足調(diào)頻需求。在電力市場公平競爭的場景下，電儲能顯示出投資少、運行成本低、競爭力強的特點。根據(jù)國際研究表明，調(diào)頻應(yīng)用領(lǐng)域1兆瓦儲能可以替代超過2兆瓦燃?xì)狻?0兆瓦以上火電起到的效果。

我國燃?xì)獍l(fā)電占比較少，主要依靠傳統(tǒng)火電和水電機組承擔(dān)電力系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻等工作任務(wù)，而火電又是電力調(diào)頻輔助服務(wù)的主力機組，因此儲能配合火電參與電力輔助服務(wù)成為探索發(fā)展的必然應(yīng)用模式。目前，部分地區(qū)建立了按效果付費的調(diào)頻輔助服務(wù)付費機制，按機組性能的調(diào)頻付費模式使得儲能能夠捆綁火電機組共同提供服務(wù)。這一模式類似混合動力汽車中的能量回收電池，既能夠提高火電機組的運行效率，降低運行成本，還提升了發(fā)電機組的靈活性價值。同時在這一場景下，由于儲能系統(tǒng)使用頻繁，在電力系統(tǒng)中可實現(xiàn)比獨立調(diào)度模式更高的價值收益。但這一應(yīng)用同時對儲能的壽命和功率特性提出了更高的要求，當(dāng)前使用的鋰電路線基本是在2倍率充放特性的工況下，每日實現(xiàn)500到2000次淺充放。目前，鋰電行業(yè)內(nèi)各類電芯在該場景下的使用壽命為2到10年不等，綜合技術(shù)水平而非單純電芯成本決定了儲能調(diào)頻項目的運營成本。

電力輔助服務(wù)支持政策及調(diào)頻儲能經(jīng)濟性分析

按照《完善電力輔助服務(wù)補償（市場）機制工作方案》（國能發(fā)監(jiān)管〔2017〕67號）中分步實施的具體要求，國家能源局各派出能源監(jiān)管機構(gòu)因地制宜、循序漸進，全面推進電力輔助服務(wù)市場建設(shè)工作。目前已啟動了東北、福建、山西、新疆、山東、寧夏、廣東、甘肅、華北、華東、西北、重慶、江蘇、蒙西、安徽、青海、上海、四川等18個電力輔助服務(wù)市場試點，試點地區(qū)均發(fā)布了電力輔助服務(wù)運營規(guī)則或建設(shè)方案，例如南方區(qū)域和西北區(qū)域修訂“兩個細(xì)則”， 山西和廣東開展的調(diào)頻市場化工作等，從各地規(guī)則對儲能應(yīng)用的作用來看，山西和廣東省調(diào)頻規(guī)則的效果顯著。這些規(guī)則的調(diào)整與地方能源發(fā)展形勢和電力體制改革深化工作掛鉤，進一步促進了電力輔助服務(wù)市場健康有序的發(fā)展，也為儲能等新技術(shù)以及新市場主體參與電力市場提供了平臺。同時，儲能技術(shù)的進一步應(yīng)用，也必將使得電力輔助服務(wù)在促進電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、促進可再生能源消納、提升系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻能力和設(shè)備利用效率、推動新技術(shù)和新設(shè)備發(fā)展、多能源協(xié)同發(fā)展等方面取得更明顯的成效。

從參與形式看，在火電廠配置適當(dāng)規(guī)模的電儲能設(shè)施，在集中式間歇性能源發(fā)電基地配置適當(dāng)規(guī)模的電儲能設(shè)施，在小區(qū)、樓宇、工商企業(yè)等用戶側(cè)建設(shè)的分布式電儲能設(shè)施，以及獨立式儲能電站等都可參與提供電力輔助服務(wù)。從應(yīng)用方式看，東北、新疆、福建、甘肅、安徽等地區(qū)對于作為獨立市場主體的電儲能調(diào)峰交易，提出了容量配置要求；山西、山東、廣東、江蘇、福建等地區(qū)強調(diào)儲能在AGC調(diào)頻方面的應(yīng)用價值，江蘇還明確提出儲能可參與深度調(diào)峰，并計劃針對性設(shè)計補償規(guī)則；以山西、南方區(qū)域為代表，明確提出了獨立儲能系統(tǒng)參與電力調(diào)頻輔助服務(wù)的具體要求。在各地方和區(qū)域電力輔助服務(wù)市場政策的引導(dǎo)下，儲能部署應(yīng)用速度加快。

成本方面，由于儲能系統(tǒng)在產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)計水平、電池壽命、系統(tǒng)可靠性和安全性等方面存在差異，調(diào)頻用儲能系統(tǒng)的整體成本差異較大。因此，不同項目的收益率也存在較大差異。補償收入方面，全年收入需要考慮的因素包括機組開機小時數(shù)、非停情況、煤質(zhì)、機組工況、調(diào)度方式、配合新能源導(dǎo)致的調(diào)峰以及儲能本身的工況等。因此，全年儲能聯(lián)合火電機組調(diào)頻的運行小時數(shù)影響投資回收周期同樣較大，低于3年與高于10年投資回收期的項目將都可能會出現(xiàn)。綜上，考慮到儲能技術(shù)進步帶來的成本下降，維持產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展必須構(gòu)建能夠體現(xiàn)儲能價值且公平競爭的市場機制，通過市場來競價是調(diào)節(jié)供需和促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。

有關(guān)建議

目前來看，雖然電儲能技術(shù)已在全球電力市場中得到廣泛應(yīng)用，但其技術(shù)成熟度仍有待提高，技術(shù)成本也有待下降，以進一步提升系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)濟性。在電力輔助服務(wù)領(lǐng)域，儲能可提供的電力輔助服務(wù)內(nèi)容極其有限，部分地區(qū)還缺少“按效果付費”的市場機制，新進市場主體技術(shù)成熟度難以得到保障。另一方面，已投運項目地區(qū)政策調(diào)整隨意性較大，對儲能電站投資商及運行商都存在一定政策風(fēng)險。因此，在政策規(guī)則制定方面，可以從三個方面入手：

第一，廣泛建立“按效果付費補償機制”。明晰電力現(xiàn)貨市場中電力輔助服務(wù)交易機制的設(shè)定原則及相應(yīng)機制的實施過渡路線圖，降低市場機制隨意調(diào)整帶來的政策風(fēng)險。

第二，著力推動輔助服務(wù)市場運行長效機制。規(guī)則設(shè)置要真正體現(xiàn)“誰受益、誰付費”的基本原則，逐步建立向用戶側(cè)傳導(dǎo)的可持續(xù)的市場化長效機制，及時追蹤問題并建立相應(yīng)保障機制，解決儲能電站所面臨的并網(wǎng)調(diào)度和各類補償支付難題。

第三，科學(xué)衡量電力輔助服務(wù)成本和價值。AGC指令頻繁要求機組進行升降負(fù)荷操作時，會協(xié)調(diào)控制鍋爐、汽輪機共同進行相關(guān)變負(fù)荷操作。在現(xiàn)有核算機制下，建議要合理核清各類電力輔助服務(wù)成本，科學(xué)設(shè)定價格補償標(biāo)準(zhǔn)，減少市場惡意競爭。

本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2019年11期，作者就職于北京智芯微電子科技有限公司。