8月10日,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的通知》,鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)通過自建或購買調峰儲能能力的方式,增加可再生能源發(fā)電裝機并網(wǎng)規(guī)模。
通知指出,鼓勵多渠道增加調峰資源,抽水蓄能電站、化學儲能等新型儲能、氣電、光熱電站、靈活性改造的煤電等均被視為承擔可再生能源消納對應的調峰資源。該政策被視為是儲能行業(yè)的重大利好,從光熱發(fā)電的角度,又該如何看待該項政策?
有利于光熱發(fā)電的市場推廣
光熱電站與抽水蓄能、化學儲能等被并列為調峰資源,證明了國家層面對光熱發(fā)電調峰能力和價值的高度認可,這一信號的傳達有利于光熱發(fā)電在可再生能源市場贏得更多關注。
長期以來,光熱發(fā)電的市場推廣障礙重重,不少可再生能源發(fā)電項目的投資開發(fā)商對光熱發(fā)電的認知度較低,還缺乏深入了解的興趣,政府層面在該項政策中的明文肯定將幫助降低光熱發(fā)電后續(xù)的市場推廣難度。
4小時以上更利于光熱儲能競爭力的體現(xiàn)
抽水蓄能電站、化學儲能等新型儲能、氣電、光熱電站、靈活性改造的煤電被放在同一水平線上,各種調峰資源同場競技,選擇哪種調峰資源將成為可再生能源發(fā)電企業(yè)第一個需要考慮的問題。
抽水蓄能電站有其特殊的地理環(huán)境限制,氣電和煤電亦有一定的條件限制。在西部可再生能源資源的富集區(qū),將產(chǎn)生直接競爭的大概率將是電化學儲能和光熱儲能電站。
該通知明確的最重要的一點是,為鼓勵發(fā)電企業(yè)市場化參與調峰資源建設,超過電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規(guī)模初期按照功率15%的掛鉤比例(時長4小時以上)配建調峰能力,按照20%以上掛鉤比例進行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。
光熱發(fā)電在長時間儲能方面的競爭力恰恰要大于短時間儲能,4小時被認為是光熱儲能和電化學儲能競爭的一個臨界點,超過4小時,光熱儲能的競爭優(yōu)勢將開始大于電化學儲能,8~10小時儲能配置的光熱電站在系統(tǒng)經(jīng)濟性上一般將可以達到最優(yōu)。
市場化并網(wǎng)規(guī)模及調峰能力還將逐步提高
該文件是在電網(wǎng)企業(yè)承擔可再生能源保障性并網(wǎng)責任的基礎上,鼓勵發(fā)電企業(yè)通過自建或購買調峰儲能能力的方式,增加可再生能源發(fā)電的市場化并網(wǎng)規(guī)模增加。伴隨新能源發(fā)電技術的進步、效率的提高,成本的下降,以及調峰成本的下降,電網(wǎng)企業(yè)承擔的保障性消納規(guī)模和比例將有序下降,市場化規(guī)模的比例將逐步提升。
目前,國內多個省份出臺的政策大多明確保障性并網(wǎng)規(guī)模的儲能配置要求為10%、時長2小時,這份國家級文件對市場化并網(wǎng)規(guī)模的調峰能力的要求有非常顯著的提升。且配建比例在2022年后還將根據(jù)情況適時調整,伴隨風電光伏裝機量的繼續(xù)增長,預計對調峰資源的配建比例還將逐步提高。
未來,在市場化并網(wǎng)規(guī)模逐步提高的背景下,對調峰配比和儲能時長的要求亦將逐步提升,高質量的調峰資源將成為各方爭搶的“香餑餑”,光熱發(fā)電在大規(guī)模長時間儲能方面的競爭力將進一步提升。
光熱儲能電站調峰的競爭力考量
按照目前市場上宣稱的1.5元/wh的鋰電池化學儲能系統(tǒng)投資成本計算,在10%、2h的情景下,折合增加儲能系統(tǒng)初始投資約0.3元/W,在15%、4h的情景下,折合增加系統(tǒng)初始投資約0.9元/W,在20%、6h的情景下,將增加系統(tǒng)初始投資約1.8元/W,隨著儲能時長的增加,增加的投資額呈倍數(shù)增長。
粗略估算,在不考慮25年壽命周期內需要更換的電池成本的情況下,一個光伏電站在20%、4h的儲能電池配置情景下,將增加初始總投資約34%,上網(wǎng)電量將損失約2%,最終度電成本將上漲約36%。
假設建設一個500MW的光伏項目,按3500元/kW的一般成本水平計算,光伏電站總投資17.5億元,配套建設100MW儲能時長4小時的電池儲能系統(tǒng),相當于配置400MWh的儲能容量,初始總投資增加約6億元??偟囊淮涡酝顿Y增至23.5億元。
如果采取光熱儲能電站的配置方案呢?浙江可勝技術股份有限公司董事長金建祥提出了一個方案:在確保同等發(fā)電量的前提下,可建設450MW光伏+100MW光熱電站(配12小時儲能),光熱儲能電站的投資約20億元,一個這樣的光熱儲能電站可為3個450MW的光伏電站調峰,均攤后總的初始投資增至:3500*450+20/3=22.42億元。該項政策明確,未用完的調峰資源可交易至其他市場主體,一個12小時儲能100MW的光熱電站的調峰能力在此情景下被充分發(fā)揮。
還要考慮到的是,光熱儲能調峰可以為電網(wǎng)提供稀缺的轉動慣量,而電池儲能并不具備此項能力。一個500MW的光伏電站并網(wǎng)約需要配置70MW的調相機來提供轉動慣量、釋放無功功率,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,此一項約需要增加額外投資1.16億元。
在這樣的情景下,同樣一個項目,同樣的發(fā)電量,同樣的調峰能力,在項目初始投資上,光伏+光熱儲能的配置方案比光伏+電池儲能要節(jié)省總投資2.24億元,占比約9.5%。
另需考慮的因素還有很多,首先是電池的壽命,業(yè)內目前宣稱鋰電池大概可以達到8年的壽命,25年的壽命期內至少需要更換兩次電池(事實上,目前尚缺乏儲能電池壽命可達8年的實際案例驗證),2次電池更換的成本預計接近于重新安裝一套儲能系統(tǒng)。(上面的項目初始投資計算中還未考慮此項支出)
再者,光熱儲能電站相對電池儲能無起火爆炸風險。今年7月30日,特斯拉位于澳大利亞維多利亞州的維多利亞大電池儲能電站發(fā)生爆炸,大火燃燒了四天四夜仍未撲滅。今年4月16日,北京南四環(huán)一個儲能電站發(fā)生爆炸,導致2名消防員犧牲。儲能電池的安全事故頻發(fā),一旦發(fā)生事故造成的損失將不可估量,是大規(guī)模上馬儲能電池項目必須考慮的重要因素。
政策落地尚需儲能電價機制明確
回歸眼前,誰來為增加的調峰資源建設投資買單是需要解決的主要問題,否則再好的政策也將會淪為一紙空文。
《關于2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關事項的通知》明確新建項目上網(wǎng)電價按當?shù)厝济喊l(fā)電基準價執(zhí)行。在15%、4h的要求下,電化學儲能系統(tǒng)或光熱儲能系統(tǒng)的配置都將顯著提高整體項目的上網(wǎng)電價,這將使系統(tǒng)的整體電價成本高出絕大部分地區(qū)的燃煤發(fā)電基準,在這樣的情景下,可再生能源發(fā)電企業(yè)缺乏動力去自建或購買調峰資源。
國家層面最近已連續(xù)出臺了多項儲能的利好政策,但都為引導性政策,尚欠缺核心的價格疏導機制。據(jù)悉,政府相關主管部門將圍繞容量電價、新型儲能輸配電價回收等方面繼續(xù)出臺相關細則,容量電價有望成為下一個出臺的支持政策。在儲能的電價機制被明確后,哪種調峰資源的市場競爭力更勝一籌?或將可以得到更為明確的答案。
通知指出,鼓勵多渠道增加調峰資源,抽水蓄能電站、化學儲能等新型儲能、氣電、光熱電站、靈活性改造的煤電等均被視為承擔可再生能源消納對應的調峰資源。該政策被視為是儲能行業(yè)的重大利好,從光熱發(fā)電的角度,又該如何看待該項政策?
有利于光熱發(fā)電的市場推廣
光熱電站與抽水蓄能、化學儲能等被并列為調峰資源,證明了國家層面對光熱發(fā)電調峰能力和價值的高度認可,這一信號的傳達有利于光熱發(fā)電在可再生能源市場贏得更多關注。
長期以來,光熱發(fā)電的市場推廣障礙重重,不少可再生能源發(fā)電項目的投資開發(fā)商對光熱發(fā)電的認知度較低,還缺乏深入了解的興趣,政府層面在該項政策中的明文肯定將幫助降低光熱發(fā)電后續(xù)的市場推廣難度。
4小時以上更利于光熱儲能競爭力的體現(xiàn)
抽水蓄能電站、化學儲能等新型儲能、氣電、光熱電站、靈活性改造的煤電被放在同一水平線上,各種調峰資源同場競技,選擇哪種調峰資源將成為可再生能源發(fā)電企業(yè)第一個需要考慮的問題。
抽水蓄能電站有其特殊的地理環(huán)境限制,氣電和煤電亦有一定的條件限制。在西部可再生能源資源的富集區(qū),將產(chǎn)生直接競爭的大概率將是電化學儲能和光熱儲能電站。
該通知明確的最重要的一點是,為鼓勵發(fā)電企業(yè)市場化參與調峰資源建設,超過電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規(guī)模初期按照功率15%的掛鉤比例(時長4小時以上)配建調峰能力,按照20%以上掛鉤比例進行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。
光熱發(fā)電在長時間儲能方面的競爭力恰恰要大于短時間儲能,4小時被認為是光熱儲能和電化學儲能競爭的一個臨界點,超過4小時,光熱儲能的競爭優(yōu)勢將開始大于電化學儲能,8~10小時儲能配置的光熱電站在系統(tǒng)經(jīng)濟性上一般將可以達到最優(yōu)。
市場化并網(wǎng)規(guī)模及調峰能力還將逐步提高
該文件是在電網(wǎng)企業(yè)承擔可再生能源保障性并網(wǎng)責任的基礎上,鼓勵發(fā)電企業(yè)通過自建或購買調峰儲能能力的方式,增加可再生能源發(fā)電的市場化并網(wǎng)規(guī)模增加。伴隨新能源發(fā)電技術的進步、效率的提高,成本的下降,以及調峰成本的下降,電網(wǎng)企業(yè)承擔的保障性消納規(guī)模和比例將有序下降,市場化規(guī)模的比例將逐步提升。
目前,國內多個省份出臺的政策大多明確保障性并網(wǎng)規(guī)模的儲能配置要求為10%、時長2小時,這份國家級文件對市場化并網(wǎng)規(guī)模的調峰能力的要求有非常顯著的提升。且配建比例在2022年后還將根據(jù)情況適時調整,伴隨風電光伏裝機量的繼續(xù)增長,預計對調峰資源的配建比例還將逐步提高。
未來,在市場化并網(wǎng)規(guī)模逐步提高的背景下,對調峰配比和儲能時長的要求亦將逐步提升,高質量的調峰資源將成為各方爭搶的“香餑餑”,光熱發(fā)電在大規(guī)模長時間儲能方面的競爭力將進一步提升。
光熱儲能電站調峰的競爭力考量
按照目前市場上宣稱的1.5元/wh的鋰電池化學儲能系統(tǒng)投資成本計算,在10%、2h的情景下,折合增加儲能系統(tǒng)初始投資約0.3元/W,在15%、4h的情景下,折合增加系統(tǒng)初始投資約0.9元/W,在20%、6h的情景下,將增加系統(tǒng)初始投資約1.8元/W,隨著儲能時長的增加,增加的投資額呈倍數(shù)增長。
粗略估算,在不考慮25年壽命周期內需要更換的電池成本的情況下,一個光伏電站在20%、4h的儲能電池配置情景下,將增加初始總投資約34%,上網(wǎng)電量將損失約2%,最終度電成本將上漲約36%。
假設建設一個500MW的光伏項目,按3500元/kW的一般成本水平計算,光伏電站總投資17.5億元,配套建設100MW儲能時長4小時的電池儲能系統(tǒng),相當于配置400MWh的儲能容量,初始總投資增加約6億元??偟囊淮涡酝顿Y增至23.5億元。
如果采取光熱儲能電站的配置方案呢?浙江可勝技術股份有限公司董事長金建祥提出了一個方案:在確保同等發(fā)電量的前提下,可建設450MW光伏+100MW光熱電站(配12小時儲能),光熱儲能電站的投資約20億元,一個這樣的光熱儲能電站可為3個450MW的光伏電站調峰,均攤后總的初始投資增至:3500*450+20/3=22.42億元。該項政策明確,未用完的調峰資源可交易至其他市場主體,一個12小時儲能100MW的光熱電站的調峰能力在此情景下被充分發(fā)揮。
還要考慮到的是,光熱儲能調峰可以為電網(wǎng)提供稀缺的轉動慣量,而電池儲能并不具備此項能力。一個500MW的光伏電站并網(wǎng)約需要配置70MW的調相機來提供轉動慣量、釋放無功功率,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,此一項約需要增加額外投資1.16億元。
在這樣的情景下,同樣一個項目,同樣的發(fā)電量,同樣的調峰能力,在項目初始投資上,光伏+光熱儲能的配置方案比光伏+電池儲能要節(jié)省總投資2.24億元,占比約9.5%。
另需考慮的因素還有很多,首先是電池的壽命,業(yè)內目前宣稱鋰電池大概可以達到8年的壽命,25年的壽命期內至少需要更換兩次電池(事實上,目前尚缺乏儲能電池壽命可達8年的實際案例驗證),2次電池更換的成本預計接近于重新安裝一套儲能系統(tǒng)。(上面的項目初始投資計算中還未考慮此項支出)
再者,光熱儲能電站相對電池儲能無起火爆炸風險。今年7月30日,特斯拉位于澳大利亞維多利亞州的維多利亞大電池儲能電站發(fā)生爆炸,大火燃燒了四天四夜仍未撲滅。今年4月16日,北京南四環(huán)一個儲能電站發(fā)生爆炸,導致2名消防員犧牲。儲能電池的安全事故頻發(fā),一旦發(fā)生事故造成的損失將不可估量,是大規(guī)模上馬儲能電池項目必須考慮的重要因素。
政策落地尚需儲能電價機制明確
回歸眼前,誰來為增加的調峰資源建設投資買單是需要解決的主要問題,否則再好的政策也將會淪為一紙空文。
《關于2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關事項的通知》明確新建項目上網(wǎng)電價按當?shù)厝济喊l(fā)電基準價執(zhí)行。在15%、4h的要求下,電化學儲能系統(tǒng)或光熱儲能系統(tǒng)的配置都將顯著提高整體項目的上網(wǎng)電價,這將使系統(tǒng)的整體電價成本高出絕大部分地區(qū)的燃煤發(fā)電基準,在這樣的情景下,可再生能源發(fā)電企業(yè)缺乏動力去自建或購買調峰資源。
國家層面最近已連續(xù)出臺了多項儲能的利好政策,但都為引導性政策,尚欠缺核心的價格疏導機制。據(jù)悉,政府相關主管部門將圍繞容量電價、新型儲能輸配電價回收等方面繼續(xù)出臺相關細則,容量電價有望成為下一個出臺的支持政策。在儲能的電價機制被明確后,哪種調峰資源的市場競爭力更勝一籌?或將可以得到更為明確的答案。