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隨著可再生能源與智能電網(wǎng)的發(fā)展，儲能產(chǎn)業(yè)也正在迅速地發(fā)展起來。從市場上來看，國內(nèi)外儲能項(xiàng)目數(shù)量逐年上升，成本不斷下降。目前，僅我國規(guī)劃、在建和已投運(yùn)的儲能項(xiàng)目就有近百項(xiàng)。日前，浙江南都電源動力股份有限公司為協(xié)鑫硅業(yè)設(shè)計(jì)和建造的大型儲能系統(tǒng)(第一階段儲能容量：1.5MW/12MWh)已成功投入使用。這是中國首套商業(yè)化儲能系統(tǒng)。相信在不久的將來，我們將會看到越來越多儲能項(xiàng)目盈利。
上個(gè)月，北京國際能源專家俱樂部舉辦了《儲能定價(jià)：方法與機(jī)制》國際研討會。本文梳理了會議上國內(nèi)外專家所分享的美、德、日、英各國的儲能定價(jià)實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)，來探討中國電力市場化改革下儲能定價(jià)政策與形成機(jī)制。
一、美國儲能服務(wù)定價(jià)
美國加州儲能聯(lián)盟創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官JaniceLin女士介紹了美國的儲能服務(wù)定價(jià)做法，主要觀點(diǎn)如下：
1、儲能可以提供三種能源產(chǎn)品并在四個(gè)領(lǐng)域提供能源服務(wù)
概括來講，儲能主要能夠提供三種核心能源產(chǎn)品，一是有功電量;二是無功功率;三是備用容量。將儲能在電力市場的各個(gè)環(huán)節(jié)加以應(yīng)用，才能將儲能的三種核心產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌錾辖邮艿姆?wù)，使儲能的價(jià)值得到有效確定。從產(chǎn)品到服務(wù)有四個(gè)領(lǐng)域，分別是批發(fā)市場、輸電服務(wù)、配電服務(wù)和零售服務(wù)。
2、影響儲能價(jià)值量化的關(guān)鍵變量
儲能可以為獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商/區(qū)域輸電組織所提供服務(wù)(能量套利、頻率調(diào)節(jié)、運(yùn)轉(zhuǎn)/非運(yùn)轉(zhuǎn)備用容量、電壓支持、黑啟動)，為公用事業(yè)公司提供服務(wù)(資源充裕性、配電升級推遲、輸電擁堵緩解、推遲輸電升級)和為終端客戶提供服務(wù)(分時(shí)電費(fèi)管理、增加光伏自用量、按需供電繳費(fèi)減少和備用功率)等，影響儲能價(jià)值量化的關(guān)鍵變量包括：市場規(guī)則和激勵措施、可再生能源的裝機(jī)容量、傳輸阻塞、基礎(chǔ)設(shè)施老化、電網(wǎng)互聯(lián)區(qū)域、地點(diǎn)和時(shí)間點(diǎn)、軟成本等。
3、在加州，電力行業(yè)已經(jīng)不再將儲能和其他電源進(jìn)行簡單的成本比較
比如說，作為調(diào)峰手段，儲能電站每千瓦造價(jià)要高于燃?xì)怆姀S，但是，燃?xì)怆姀S的使用率只有4.2%，而儲能電站的使用率為99.7%。儲能設(shè)備不僅可以放電，提供調(diào)頻、調(diào)峰和旋轉(zhuǎn)備用等服務(wù)，還可以作為負(fù)荷，提供電網(wǎng)所需要的“負(fù)瓦特”。
4、在涉及批發(fā)、輸電、配電、零售和州立目標(biāo)的5個(gè)儲能利用案例中，儲能的價(jià)值得到體現(xiàn)
1) 在批發(fā)市場，新英格蘭獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商中利用儲能所提供的調(diào)頻服務(wù)收益已經(jīng)遠(yuǎn)高于成本;
2) 在輸電領(lǐng)域，普吉特海灣能源公司在輸電網(wǎng)升級改造工作中對儲能的作用進(jìn)行了研究，認(rèn)識到儲能的價(jià)值;
3) 在配電領(lǐng)域，在美國最大的天然氣儲氣庫阿利索谷發(fā)生泄漏不能保障供電安全的情況下，短短7個(gè)月就建成了94.5兆瓦/342兆瓦時(shí)的儲能設(shè)施。這些設(shè)施的快速并網(wǎng)，確保了配電系統(tǒng)的可靠性。
4) 在自發(fā)電領(lǐng)域，加州制定了激勵措施，鼓勵不同規(guī)模的儲能安裝和分布式發(fā)電。在未來五年可能有5億美元的資金，大部分用于儲能。
5) 在州立目標(biāo)層面，加州布朗州長批準(zhǔn)的AB 2514(2010年) 法案，要求電力行業(yè)的各利益相關(guān)者共同關(guān)注儲能，并設(shè)定了到2024年，儲能裝機(jī)容量達(dá)到1.325 GW的目標(biāo)。儲能也首次在南加州地區(qū)的全電源競爭性采購上體現(xiàn)了成本優(yōu)勢。
5、美國政府在推動并網(wǎng)儲能市場發(fā)展方面起著至關(guān)重要的作用，主要方式有三種：
1)使儲能成為電力行業(yè)的焦點(diǎn)：儲能效益體現(xiàn)在電力部門的各個(gè)環(huán)節(jié)：發(fā)電、輸電、配電及用電，政府鼓勵各環(huán)節(jié)的利益相關(guān)方都客觀地關(guān)注儲能技術(shù)應(yīng)用及其帶來的效益，而了解系統(tǒng)成本驅(qū)動因素是評估儲能效益的基礎(chǔ)，即儲能可以作為降低系統(tǒng)總成本的一項(xiàng)技術(shù)。
2)制定采購目標(biāo)：考慮到儲能技術(shù)與傳統(tǒng)方案是如此的不同，直接通過應(yīng)用學(xué)習(xí)是非常關(guān)鍵的。因此，邊做邊學(xué)的過程無法避免，政府鼓勵在具體的應(yīng)用項(xiàng)目上采購多種不同的儲能技術(shù)。
3)改革市場規(guī)則: 政府確保市場規(guī)則能夠允許儲能技術(shù)全面參與電力市場的運(yùn)營并充分發(fā)揮其潛力，使得同一資產(chǎn)產(chǎn)生多種效益。明確的市場規(guī)則和由此產(chǎn)生的價(jià)格透明度，使得儲能投資和帶來的效益能夠貨幣化計(jì)量。
6、客觀地認(rèn)識電力部門成本和成本驅(qū)動因素是理解儲能基于時(shí)間價(jià)值的關(guān)鍵
1)評估當(dāng)前和未來發(fā)電、輸電、配電的資產(chǎn)需求，并分析預(yù)測系統(tǒng)范圍內(nèi)和特定的地理位置的負(fù)荷。確定全年電網(wǎng)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施中所有資源的成本，確認(rèn)本地和系統(tǒng)峰值相關(guān)的邊際成本。
2)在美國，總的電力部門成本中的絕大部分(傳輸/分配/發(fā)電)與系統(tǒng)峰值息息相關(guān)。例如，在馬薩諸塞州，占運(yùn)行時(shí)間10%的高峰時(shí)間花費(fèi)了總系統(tǒng)成本的40%。
3)美國的電力零售價(jià)格設(shè)計(jì)認(rèn)識到這一情況后，促進(jìn)基于使用時(shí)段和容量收費(fèi)來劃分更多的能源消費(fèi)等級。例如，在加利福尼亞，容量費(fèi)用可以占到商業(yè)客戶每月電費(fèi)的40%。
二、德國儲能定價(jià)
德國貿(mào)易與投資署智能電網(wǎng)與儲能事業(yè)部高級經(jīng)理 Heiko Staubitz先生介紹了德國的儲能定價(jià)做法，主要觀點(diǎn)如下：
1、德國可再生能源的大規(guī)模、高比例并網(wǎng)催生了儲能市場的快速發(fā)展
2000年德國推出了可再生能源上網(wǎng)電價(jià)，光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)施的數(shù)量從2000年的約3萬臺快速增長至2015年的150萬臺，其中風(fēng)能主要是在德國北部，光伏是在德國南部。截止到2015年底，德國的可再生能源發(fā)電量占全國電力消費(fèi)總量的比例已經(jīng)達(dá)到32.6%;德國政府希望將這一比例在2050年提升到80%。在能源轉(zhuǎn)型過程中，儲能技術(shù)從小規(guī)模到大規(guī)模的應(yīng)用，在可再生能源并網(wǎng)和電力系統(tǒng)安全等方面扮演著至關(guān)重要的角色。
2、德國能源市場的三大構(gòu)成部分及其所發(fā)揮的作用
德國的能源市場分為場外交易、能源交易所和調(diào)頻市場。在德國，電力市場是自由化的，所以可以通過場外交易用簽訂合同方式來買電。在能源交易所，有現(xiàn)貨市場和期貨市場。調(diào)頻市場是由四個(gè)輸電系統(tǒng)運(yùn)營商管理的，負(fù)責(zé)把頻率保持在額定的50赫茲;四家輸電系統(tǒng)運(yùn)營商本身沒有容量資源，需要在一級、二級和三級調(diào)頻市場上采購。隨著風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電的比重不斷增加，為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，儲能能夠快速、精確地響應(yīng)調(diào)度下發(fā)的出力指令，在一級、二級調(diào)頻市場具有一定的應(yīng)用前景。
3、舊的蓄能商業(yè)價(jià)值衰減，新的儲能形式商機(jī)出現(xiàn)
傳統(tǒng)的儲能商業(yè)模式，比如抽水蓄能，依靠峰荷和基荷之間的價(jià)格差來盈利，這一模式在德國已經(jīng)難以為繼。過去若干年，德國峰谷價(jià)差在減少，從8歐分/kWh降到現(xiàn)在的 2歐分/kWh左右，一部分抽水蓄能項(xiàng)目也因此停止運(yùn)行。德國負(fù)荷是在早晚出現(xiàn)高峰，當(dāng)今后太陽能并網(wǎng)比重進(jìn)一步增加后，中午前后就會有很多光伏發(fā)電，期間的電價(jià)會非常便宜，甚至出現(xiàn)負(fù)電價(jià)，高峰與基荷的價(jià)格差加大或許會重新帶來抽水蓄能的盈利，但僅依靠峰谷差價(jià)生存的抽水蓄能模式正在消失。
4、一級調(diào)頻是德國儲能的主要市場，目前已經(jīng)具備商業(yè)價(jià)值
在歐洲，整個(gè)一級調(diào)頻市場約為3000兆瓦，德國在600兆瓦左右。在過去四年中，每周進(jìn)行一次一級調(diào)頻市場招投標(biāo)，每兆瓦每周平均價(jià)格是3100歐元上下;近期市場價(jià)格是每兆瓦每周2500歐元左右。
每年有52周，按照每兆瓦每周2500歐元進(jìn)行測算，每兆瓦全年收入為13萬歐元左右，這就是目前一級調(diào)頻市場的價(jià)格?？紤]投資成本、運(yùn)行成本、利息成本等，用13萬歐元進(jìn)行倒算，電池儲能的整個(gè)成本就是每千瓦時(shí)870歐元;也就是說，電池儲能整體成本低于每千瓦時(shí)870歐元，參與一級調(diào)頻市場是有商業(yè)價(jià)值的。隨著電池價(jià)格的下降，儲能其實(shí)已經(jīng)在一級調(diào)頻市場有商業(yè)空間了，這也就是為什么2016/2017兩年在德國安裝或?qū)⒁惭b的儲能電池變得非常多，大型電池總?cè)萘繉⑦_(dá)到165兆瓦。德國的電動汽車在2020年的預(yù)期達(dá)到100萬輛，目前只有7萬輛，未來每年將會有一個(gè)巨大的增長量。BMW等電動汽車的電池報(bào)廢以后，把這些電池組合起來進(jìn)行二次使用，可以參與一級調(diào)頻市場，已經(jīng)有商業(yè)價(jià)值了。
從市場容量來看，二級調(diào)頻市場較一級調(diào)頻市場要大幾倍，另外二級調(diào)頻市場的價(jià)格波動更大。二級調(diào)頻市場既是一個(gè)容量市場，也是一個(gè)電力能源市場，大容量電池儲能在未來可能會有較大的參與空間。
5、較高的電價(jià)水平，促進(jìn)工業(yè)用戶和居民用戶更多地安裝儲能裝置
對于用電量較大的工業(yè)用戶，德國政府要求其必須要保證使用一定比例可再生能源發(fā)電。對于大工業(yè)用戶，可以免交可再生能源附加費(fèi)，現(xiàn)在工業(yè)用戶消費(fèi)可再生能源的電價(jià)已從每度電4.5歐分降到了3.8歐分，這部分電量的電價(jià)在德國是比較低的。但對大工業(yè)用戶來講，如果認(rèn)為總體電價(jià)高的話，就會設(shè)法提高能效，也會考慮使用儲能。
對于居民用戶，從2011年開始，光伏系統(tǒng)的成本開始低于居民電價(jià)，刺激了光伏自發(fā)自用的快速發(fā)展。光伏+電池儲能的成本會進(jìn)一步的下降，在2018年將會低于居民電價(jià)，這將使得安裝光伏+儲能系統(tǒng)的德國居民用戶達(dá)到60%~80%的能源獨(dú)立。從2017年1月份開始，政府將給居民用戶的電池儲能成本提供20%的補(bǔ)貼(補(bǔ)貼額度每年降低3%)。預(yù)計(jì)接近三分之一的德國居民用戶將在購買光伏系統(tǒng)的同時(shí)購買配套的儲能電池系統(tǒng)。預(yù)計(jì)到2020年，將有50000多個(gè)安裝光伏發(fā)電的家庭配置儲能裝置。
三、日本電力行業(yè)改革及電池儲能
日本可再生能源與智能電網(wǎng)海外協(xié)力會聯(lián)合主席酒井直樹(Naoki Sakai)先生介紹了日本儲能市場發(fā)展及定價(jià)做法，主要觀點(diǎn)如下：
1、福島核事故后能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，日本政府強(qiáng)烈地支持儲能行業(yè)的發(fā)展
日本儲能市場發(fā)展驅(qū)動力主要有兩個(gè)，一是電力行業(yè)改革拆分導(dǎo)致很多企業(yè)進(jìn)入市場，促進(jìn)了儲能在電力行業(yè)的應(yīng)用;第二個(gè)驅(qū)動力就是政策，促進(jìn)太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展，包括屋頂太陽能光伏，還有公用事業(yè)層級太陽能的發(fā)展。
2、日本電池儲能開始出現(xiàn)爆發(fā)式增長
因?yàn)閮蓚€(gè)國內(nèi)的驅(qū)動力，再加上全球電池市場、太陽能市場的競爭，現(xiàn)在日本已經(jīng)達(dá)到了太陽能+電池儲能的上網(wǎng)平價(jià)，具備財(cái)務(wù)生存能力。另外，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會使得日本像美國加州、紐約那樣做到非常先進(jìn)，日本也是引入新的技術(shù)和一些基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行結(jié)合。包括美國特斯拉、韓國三星等電池供應(yīng)商也紛紛進(jìn)入日本，成為本土企業(yè)的合作伙伴。目前電網(wǎng)從輸、配電網(wǎng)到用戶的各個(gè)環(huán)節(jié)，都是電池儲能的使用者。
3、電力零售市場、實(shí)時(shí)交易市場和負(fù)瓦特市場的放開將催生儲能需求
日本的電力市場是分化的，每個(gè)電力公司都有自己的供電區(qū)域，在各自區(qū)域基本上是壟斷的，而且對于電池和可再生能源都不是特別開放的。這些電力公司主要通過三個(gè)渠道銷售電力，批發(fā)電力市場、零售市場以及供應(yīng)合同。自2000年，日本開始推行自由電力市場，但只針對大型用戶，自由市場的份額也只有26%。2005年開始，中型用戶開始加入自由市場，自由市場份額提高到62%。隨著日本第五次電力市場化改革的進(jìn)程，2017年要全面開放零售市場，建立一個(gè)實(shí)時(shí)市場。2017年負(fù)瓦特(儲電時(shí)是負(fù)荷、發(fā)電時(shí)是發(fā)電機(jī)，可以用于運(yùn)行中的電力電量平衡。)交易市場也開始運(yùn)營，到2020年會像美國和德國那樣將實(shí)時(shí)市場進(jìn)行運(yùn)營。能源服務(wù)商可以售電給電池儲能系統(tǒng)，電池儲能可以提供輔助服務(wù)。
4. 日本目前仍存在限制電池儲能發(fā)展的障礙因素
通過測算，目前日本家庭太陽能系統(tǒng)單價(jià)為18日元每千瓦時(shí)，低于零售電價(jià)(25日元每千瓦時(shí))，也就意味著實(shí)現(xiàn)了平價(jià)。但實(shí)際上目前還存在一些推廣障礙，譬如靈活性不足，不可以向他人進(jìn)行售電，電氣工程知識與專業(yè)技術(shù)匱乏造成用戶安裝、運(yùn)行和維護(hù)困難等。因此，日本政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定了一系列電池儲能政策以及監(jiān)管體系，以推動儲能電池的發(fā)展。
5. 政府制定了針對不同電力部門的儲能要求和政策
這些政策包括：要求公用事業(yè)太陽能獨(dú)立發(fā)電廠裝備一定比例的電池來穩(wěn)定電力輸出。要求電網(wǎng)公司在輸電網(wǎng)上安裝電池來穩(wěn)定頻率，或從供應(yīng)商購買輔助服務(wù)。在配電方，配電網(wǎng)或者微電網(wǎng)也有獎勵政策鼓勵電池使用，而且他們也可以把電池業(yè)務(wù)外包給第三方。還有就是表后，消費(fèi)者同時(shí)可以裝配他們自己的太陽能和電池，甚至家庭也可以把電池儲存的電能進(jìn)行銷售。最后還有電動汽車，像特斯拉，奔馳，BMW、尼桑等，他們正在宣傳電動車、太陽能和電池的組合，這種潛力是比較高的，這可能也是未來電池銷售的主流方向。
目前儲能電池還處于比較小的量級，2020年大規(guī)模的輔助服務(wù)市場預(yù)期盈利是比較高的，儲能應(yīng)用的量級是比較大的，而且可復(fù)制性比較高。分布式系統(tǒng)運(yùn)營商也可以裝備電池，其收益也將是比較高的。
6、 發(fā)電供應(yīng)商以及電網(wǎng)公司對儲能的需求
由于上網(wǎng)電價(jià)比較優(yōu)惠(2012年日本太陽能并網(wǎng)電價(jià)是42日分)，出現(xiàn)了太陽能光伏的過度供應(yīng)，給電網(wǎng)穩(wěn)定帶來了壓力，因此，電網(wǎng)公司要求獨(dú)立太陽能發(fā)電商必須裝配一些電池系統(tǒng)來確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性。2015年政府法律規(guī)定電網(wǎng)公司可以無限制的停止接受太陽能光伏發(fā)電，在三家城市電網(wǎng)每年可以停止360小時(shí)接受太陽能光伏發(fā)電;也就是說到2017年的時(shí)候，太陽能發(fā)電供應(yīng)商會有兩個(gè)選擇，或者減少太陽能光伏發(fā)電，或者建設(shè)電池儲能裝備，來吸納額外發(fā)電量。預(yù)計(jì)2017年配置儲能的光伏電站會增加很多。電網(wǎng)公司也在投資安裝一些大型儲能電站，來保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性。電網(wǎng)公司今后也可以不再自己投資電池設(shè)備，而是向供應(yīng)商購買輔助性服務(wù)。日本政府正在進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立與英國類似的輔助服務(wù)市場體系。
7、 配電網(wǎng)環(huán)節(jié)的儲能發(fā)展
房地產(chǎn)開發(fā)商，想讓自己開發(fā)的住宅能夠有更多的附加值，就配備了儲電系統(tǒng)，可以將輔助服務(wù)和電池電力銷售出去。在日本有一個(gè)虛擬電廠聯(lián)盟，試圖解決過度供給和需求之間矛盾。在電力過度供給時(shí)段，把過度供給的電量整合起來進(jìn)行存儲，在需要的時(shí)候進(jìn)行銷售。日本政府對虛擬電廠發(fā)展是非常鼓勵和支持的，2016年提供了39.5億日元資金支持虛擬電廠的發(fā)展。
8、 終端用戶環(huán)節(jié)的儲能發(fā)展
現(xiàn)在日本在進(jìn)行討論，辨別電池儲能設(shè)施應(yīng)該是公共服務(wù)還是基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。如果為公共設(shè)施的一部分，消費(fèi)者能夠非常容易買到，而且價(jià)格比較低。但是當(dāng)作商品的話，可能價(jià)格就比較高。目前日本政府對一些智能家庭或者是有電池設(shè)施的家庭提供一些補(bǔ)貼。比如，政府對實(shí)施零能耗房屋改造的家庭提供一定的補(bǔ)貼，補(bǔ)貼來自中央政府和地方政府兩個(gè)渠道，到目前為止政府補(bǔ)貼能夠占到整個(gè)電池零售價(jià)格40-50%。在日本采取分時(shí)電價(jià)系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)供需平衡。在夜間電價(jià)是比較低的，在尖峰時(shí)刻電價(jià)是夜晚的三倍。裝備電池儲能后，在晚上電價(jià)比較低的時(shí)候給電池充電，然后在白天電價(jià)比較高的時(shí)候或者把所儲存的電能賣出去，或者自己使用。從理論上講是可以掙錢的。
四、英國的經(jīng)驗(yàn)：利用儲能技術(shù)改變能源系統(tǒng)
英國倫敦帝國理工大學(xué)能源系統(tǒng)學(xué)教授 GoranStrbac 博士介紹了英國在儲能定價(jià)方面的探索，主要觀點(diǎn)如下：
1、基礎(chǔ)設(shè)施使用率逐步降低使英國電力系統(tǒng)在低碳電力并網(wǎng)方面面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
英國發(fā)電系統(tǒng)目前平均使用率是55%。英國的可再生能源目標(biāo)雄心勃勃，包括大規(guī)模太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的可再生能源發(fā)電量，將大量取代燃煤、燃?xì)獍l(fā)電量。但是從容量上來講，電力需求的高峰與太陽能大發(fā)時(shí)段可能不一致，風(fēng)電的容量效益也不高，這就需要保留一些傳統(tǒng)發(fā)電方式來應(yīng)對這種電力高需求時(shí)段的容量需求。
為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)行業(yè)，包括交通和供熱領(lǐng)域低碳化，根據(jù)測算，至2030年基礎(chǔ)設(shè)備的使用率會從現(xiàn)在的55%左右下降到低于25%。這意味著資產(chǎn)要增加一倍，可是提供的能量其實(shí)是一樣的，這導(dǎo)致發(fā)電成本的大量增加。研究表明，如果2025年之后風(fēng)電達(dá)到3000萬千瓦，將會有25%以上的“棄風(fēng)”率，就是四分之一以上的風(fēng)電可發(fā)電量沒有辦法被使用，這將是一個(gè)巨大的社會資源浪費(fèi)，因?yàn)楹Ｉ巷L(fēng)電投資是非常昂貴的。如何在低碳化的同時(shí)提高能源設(shè)施及生產(chǎn)能力的利用率、降低成本，是向低碳轉(zhuǎn)型時(shí)遇到的重大挑戰(zhàn)。
2、使用靈活的技術(shù)可以扭轉(zhuǎn)固定資產(chǎn)使用率下降的趨勢
按照常規(guī)發(fā)展模式，固定資產(chǎn)利用率會大幅下降，這是英國政府不愿看到的。使用靈活性技術(shù)，包括需求側(cè)響應(yīng)，儲能、靈活發(fā)電、智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，可以扭轉(zhuǎn)固定資產(chǎn)使用率下降的趨勢?，F(xiàn)在安全供給是通過冗余資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)的，代價(jià)是非常高的;取而代之，通過智能、智慧也能實(shí)現(xiàn)安全高效的供給。分析顯示，對英國來講，逆轉(zhuǎn)這樣的趨勢帶來的市場價(jià)值一年超過80億英鎊，商業(yè)價(jià)值巨大。
3、全系統(tǒng)模擬顯示，儲能技術(shù)可以減少可再生能源的系統(tǒng)整合成本，增加全社會價(jià)值
系統(tǒng)建模計(jì)算顯示，2015年英國只需要2吉瓦的儲能能力，可產(chǎn)生5億英鎊的社會價(jià)值，只是缺少商業(yè)模式而沒能落實(shí);到2030年，英國為兌現(xiàn)脫碳的承諾需要15吉瓦儲能能力，它所創(chuàng)造的社會價(jià)值將是35億英鎊;而到2050年，英國可能需要25吉瓦儲能， 對應(yīng)的社會價(jià)值將是150億英鎊。如果對于脫碳不感興趣的話，其實(shí)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度來說，儲能根本沒有什么優(yōu)勢，簡單采用燃煤、燃?xì)獍l(fā)電就行了;如果脫碳并兌現(xiàn)承諾，儲能將是一個(gè)核心技術(shù)。
4、儲能作為高效的靈活性技術(shù)，可以提供全方位服務(wù)，關(guān)鍵是價(jià)格如何體現(xiàn)能源買賣套利之外的服務(wù)
儲能能夠提供多種服務(wù)。一就是套利。第二個(gè)就是平衡服務(wù)，因?yàn)榭稍偕茉床环€(wěn)定，有了儲能就可以實(shí)現(xiàn)平衡。第三個(gè)就是調(diào)頻服務(wù)，在英國這方面需求也是不斷增長的。儲能也能滿足峰值需求，還有對網(wǎng)絡(luò)的支持。另外還有兩個(gè)方面，還沒有得到非常充分的強(qiáng)調(diào)，但是在英國有很多討論，圍繞低碳發(fā)電組合和儲能技術(shù)替代電網(wǎng)擴(kuò)容，就是儲能實(shí)際上更多的是為了幫助實(shí)現(xiàn)碳減排的目標(biāo)。
1)儲能能夠提供更多的選擇。在英國，主要考慮的就是可再生能源的不穩(wěn)定性，及其對市場平衡的影響，套利加平衡，就會比僅套利的價(jià)值大很多。
2)調(diào)頻。英國是一個(gè)島國，有時(shí)風(fēng)力、太陽能發(fā)電量比較大，但是此時(shí)系統(tǒng)并不需要這么多發(fā)電量，如果我們不能按秒的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)平衡的話，就是非常大的一個(gè)問題。未來這個(gè)問題可能比現(xiàn)在更復(fù)雜，儲能所能夠帶來的價(jià)值到未來可能會增加至少10倍。當(dāng)然，這需要有一個(gè)市場設(shè)計(jì)，需要有一個(gè)實(shí)時(shí)體現(xiàn)供求關(guān)系變化的電價(jià)定價(jià)體系，能夠反映出儲能在調(diào)頻方面的價(jià)值。
3)儲能技術(shù)替代電網(wǎng)擴(kuò)容，參與電網(wǎng)規(guī)劃。如果在規(guī)劃設(shè)計(jì)電網(wǎng)的時(shí)候，能夠考慮到儲能作用的話，可能未來電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案就不一樣了。要把儲能和電網(wǎng)本身作用放在一個(gè)平等的、平衡的角度上考慮，就是在設(shè)計(jì)未來電網(wǎng)的時(shí)候，不能只考慮到傳統(tǒng)上我們認(rèn)為電網(wǎng)是什么樣的作用，而是要考慮到把儲能放進(jìn)去，電網(wǎng)能夠發(fā)揮什么樣的作用。通過不同方案的比較，考慮儲能在電網(wǎng)中發(fā)揮的作用，研究儲能對電網(wǎng)整體規(guī)劃的影響。
4)儲能在碳減排方面的作用。目前儲能在該方面的作用還沒有得到充分認(rèn)識。英國的減排目標(biāo)，是從目前每度電排放350-400克，到2050年的時(shí)候?qū)⒚堪l(fā)一度電二氧化碳排放降低到25克左右。如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)?要有一些低碳發(fā)電設(shè)施，比如核能、風(fēng)電、光伏、二氧化碳捕捉等技術(shù)。如果用了儲能的話，實(shí)現(xiàn)同樣的減排目標(biāo)，就不需要建那么多光伏和風(fēng)電發(fā)電廠。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，如果有了儲能技術(shù)，就可以少建10吉瓦核能發(fā)電能力，或少建15吉瓦海上風(fēng)電發(fā)電能力，這是儲能所帶來價(jià)值的體現(xiàn)。儲能會幫助實(shí)現(xiàn)減排的目標(biāo)，與此同時(shí)卻不需要建立那么多新的發(fā)電設(shè)施。在企業(yè)和投資人進(jìn)行投資過程中，要意識到儲能的減排價(jià)值，這樣才能規(guī)劃設(shè)計(jì)合理的投資方案。實(shí)現(xiàn)英國低碳發(fā)展目標(biāo)，還是持續(xù)的需要有核能的，沒有核能的話是無法實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的，但同時(shí)必須加大風(fēng)電和太陽能發(fā)電的開發(fā)。但是這些可再生能源的波動比較大，就需要儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)靈活性調(diào)節(jié)。
5、儲能可以幫助應(yīng)對未來發(fā)展的不確定性
關(guān)于未來能源市場，唯一確定性就是有大量不確定性。比如說在英國，大家對離岸風(fēng)力很感興趣，但是不是100%的確定到底這個(gè)風(fēng)力是多少，到底在什么地方?怎么去做這件事情?這些不確定性的情況，涉及到投資的方方面面，包括配電、輸電網(wǎng)絡(luò)，還有可能的棄風(fēng)等。如果這些不確定性不能具體化分析，那么儲能技術(shù)就變成了一個(gè)解決方案。雖然說儲能是一個(gè)很貴的解決方案，但是儲能可以幫助應(yīng)對不確定性。這是一個(gè)非常重要的問題，因?yàn)檫@是有價(jià)值的。不過現(xiàn)在監(jiān)管框架并沒有認(rèn)識到像儲能這樣智能技術(shù)的價(jià)值。比如說如果只看一下投資，從上世紀(jì)的角度來看，就不會選擇儲能;假如從未來看有很多不確定需要應(yīng)對的情況下就要用到儲能。
6、影響儲能投資決策的因素
儲能有價(jià)差套利，平衡市場、光伏平衡、網(wǎng)絡(luò)支持、調(diào)頻、容量等多方面的價(jià)值，但總體來講儲能的價(jià)值要取決于到底有沒有相應(yīng)的市場。假如說市場非常完善，儲能就可以部署，而且部署的非常好，通過各種各樣的收入方式，收入能夠最大化。僅考慮價(jià)差套利和所有價(jià)值都得到收益兩種情況對比，收益的差別將超過十倍。如果說市場好，整個(gè)儲能帶來的價(jià)值都可以獲得，儲能就能很好地發(fā)展。但是如果市場缺失，其中一些價(jià)值就無法獲得收益;比如像在英國的小公司，可能某些容量市場上面的價(jià)值，就沒有辦法得到，所有價(jià)值當(dāng)中只有一小部分能夠轉(zhuǎn)化為收益，儲能的投資效益將成為一個(gè)問題。
從英國電力市場的演進(jìn)來看，目前所有的設(shè)計(jì)主要是看能量市場，目前是能量市場主宰的。到2030年，主要通過太陽能、風(fēng)能、核能等低碳方式發(fā)電，邊際成本接近于零，總體電量市場就會大幅減少。容量市場、系統(tǒng)服務(wù)市場等就會增加很多。一定要設(shè)計(jì)出適應(yīng)未來低碳發(fā)展情景的電力市場結(jié)構(gòu)，通過政策監(jiān)管、市場設(shè)計(jì)等，推動儲能的發(fā)展。
北京國際能源專家俱樂部總裁陳新華博士對討論作了總結(jié)。他指出：
從四個(gè)國別報(bào)告看，全球儲能市場正在蓄勢待發(fā)，將出現(xiàn)井噴式發(fā)展：
1) 美國是州立層面的立法要求和儲能在電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)所體現(xiàn)的價(jià)值驅(qū)動著儲能市場的發(fā)展。
2) 德國是能源轉(zhuǎn)型2.0的要求和儲能在調(diào)頻市場、居民用戶的平價(jià)上網(wǎng)還有政府的補(bǔ)貼在驅(qū)動。
3) 日本的驅(qū)動力則是政府規(guī)定儲能可以參與所有電力環(huán)節(jié)的競爭并且在2017年可以全面參與輔助市場建設(shè)，還有居民光伏的平價(jià)上網(wǎng)，以及政府對各個(gè)電力環(huán)節(jié)配置儲能裝備的要求和鼓勵。
4) 英國則是為了達(dá)到2030和2050的脫碳目標(biāo)，儲能可以提髙可再生能源的并網(wǎng)率，提高電力系統(tǒng)的靈活性，通過避免損失來創(chuàng)造巨大的社會價(jià)值。目前英國市場和其他市場也一樣，儲能主要是在能量市場，容量市場、調(diào)頻市場和服務(wù)市場容量非常小。但到2030年，容量市場、調(diào)頻市場和服務(wù)市場規(guī)模就要比目前大十幾倍，儲能市場前景廣闊。
政府與監(jiān)管層面的當(dāng)務(wù)之急就是如何通過電力市場的設(shè)計(jì)來推動儲能發(fā)展，實(shí)現(xiàn)儲能價(jià)值。美國是通過州立層面的電力市場立法，讓儲能全面參與電力行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，讓電力行業(yè)的各利益相關(guān)方在設(shè)計(jì)方案中也把儲能技術(shù)考慮在內(nèi)。德國是通過聯(lián)邦層面進(jìn)行能源轉(zhuǎn)型2.0計(jì)劃和對調(diào)頻市場的公開招標(biāo)，還有對居民用戶儲能裝備的補(bǔ)貼來推動。日本則是通過電力體制改革，運(yùn)行儲能全面參與電力行業(yè)的各個(gè)服務(wù)環(huán)節(jié)，并且通過鼓勵“負(fù)瓦特”和“虛擬電廠”等創(chuàng)新措施來推動。英國政府則是通過市場機(jī)制的設(shè)計(jì)，讓儲能在電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮作用，從而體現(xiàn)其社會價(jià)值。這些經(jīng)驗(yàn)對于正在進(jìn)行的中國電力體制改革很有借鑒作用。
這些國外經(jīng)驗(yàn)表明，儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展最關(guān)鍵的要素是政府監(jiān)管部門和電力行業(yè)充分認(rèn)可儲能技術(shù)作為電力行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)項(xiàng)目規(guī)劃的一個(gè)技術(shù)選項(xiàng)，并在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中給予充分考慮。儲能發(fā)展初期需要政府的激勵政策，但最后還是需要依靠體現(xiàn)自身的價(jià)值得到發(fā)展。
中國儲能發(fā)展需要好的市場機(jī)制?？稍偕茉吹目焖侔l(fā)展，加上分布式能源系統(tǒng)及微電網(wǎng)的快速推進(jìn)、能源價(jià)格機(jī)制改革、電力市場化改革及省級電力交易中心的設(shè)立等，也給儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)會。中國政府價(jià)格部門可參考國際經(jīng)驗(yàn)，改變儲能定價(jià)目前主要靠能源買賣套利的模式，使得儲能其他方面的價(jià)值也能夠充分發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)收益。
上個(gè)月，北京國際能源專家俱樂部舉辦了《儲能定價(jià)：方法與機(jī)制》國際研討會。本文梳理了會議上國內(nèi)外專家所分享的美、德、日、英各國的儲能定價(jià)實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)，來探討中國電力市場化改革下儲能定價(jià)政策與形成機(jī)制。
一、美國儲能服務(wù)定價(jià)
美國加州儲能聯(lián)盟創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官JaniceLin女士介紹了美國的儲能服務(wù)定價(jià)做法，主要觀點(diǎn)如下：
1、儲能可以提供三種能源產(chǎn)品并在四個(gè)領(lǐng)域提供能源服務(wù)
概括來講，儲能主要能夠提供三種核心能源產(chǎn)品，一是有功電量;二是無功功率;三是備用容量。將儲能在電力市場的各個(gè)環(huán)節(jié)加以應(yīng)用，才能將儲能的三種核心產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌錾辖邮艿姆?wù)，使儲能的價(jià)值得到有效確定。從產(chǎn)品到服務(wù)有四個(gè)領(lǐng)域，分別是批發(fā)市場、輸電服務(wù)、配電服務(wù)和零售服務(wù)。
2、影響儲能價(jià)值量化的關(guān)鍵變量
儲能可以為獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商/區(qū)域輸電組織所提供服務(wù)(能量套利、頻率調(diào)節(jié)、運(yùn)轉(zhuǎn)/非運(yùn)轉(zhuǎn)備用容量、電壓支持、黑啟動)，為公用事業(yè)公司提供服務(wù)(資源充裕性、配電升級推遲、輸電擁堵緩解、推遲輸電升級)和為終端客戶提供服務(wù)(分時(shí)電費(fèi)管理、增加光伏自用量、按需供電繳費(fèi)減少和備用功率)等，影響儲能價(jià)值量化的關(guān)鍵變量包括：市場規(guī)則和激勵措施、可再生能源的裝機(jī)容量、傳輸阻塞、基礎(chǔ)設(shè)施老化、電網(wǎng)互聯(lián)區(qū)域、地點(diǎn)和時(shí)間點(diǎn)、軟成本等。
3、在加州，電力行業(yè)已經(jīng)不再將儲能和其他電源進(jìn)行簡單的成本比較
比如說，作為調(diào)峰手段，儲能電站每千瓦造價(jià)要高于燃?xì)怆姀S，但是，燃?xì)怆姀S的使用率只有4.2%，而儲能電站的使用率為99.7%。儲能設(shè)備不僅可以放電，提供調(diào)頻、調(diào)峰和旋轉(zhuǎn)備用等服務(wù)，還可以作為負(fù)荷，提供電網(wǎng)所需要的“負(fù)瓦特”。
4、在涉及批發(fā)、輸電、配電、零售和州立目標(biāo)的5個(gè)儲能利用案例中，儲能的價(jià)值得到體現(xiàn)
1) 在批發(fā)市場，新英格蘭獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商中利用儲能所提供的調(diào)頻服務(wù)收益已經(jīng)遠(yuǎn)高于成本;
2) 在輸電領(lǐng)域，普吉特海灣能源公司在輸電網(wǎng)升級改造工作中對儲能的作用進(jìn)行了研究，認(rèn)識到儲能的價(jià)值;
3) 在配電領(lǐng)域，在美國最大的天然氣儲氣庫阿利索谷發(fā)生泄漏不能保障供電安全的情況下，短短7個(gè)月就建成了94.5兆瓦/342兆瓦時(shí)的儲能設(shè)施。這些設(shè)施的快速并網(wǎng)，確保了配電系統(tǒng)的可靠性。
4) 在自發(fā)電領(lǐng)域，加州制定了激勵措施，鼓勵不同規(guī)模的儲能安裝和分布式發(fā)電。在未來五年可能有5億美元的資金，大部分用于儲能。
5) 在州立目標(biāo)層面，加州布朗州長批準(zhǔn)的AB 2514(2010年) 法案，要求電力行業(yè)的各利益相關(guān)者共同關(guān)注儲能，并設(shè)定了到2024年，儲能裝機(jī)容量達(dá)到1.325 GW的目標(biāo)。儲能也首次在南加州地區(qū)的全電源競爭性采購上體現(xiàn)了成本優(yōu)勢。
5、美國政府在推動并網(wǎng)儲能市場發(fā)展方面起著至關(guān)重要的作用，主要方式有三種：
1)使儲能成為電力行業(yè)的焦點(diǎn)：儲能效益體現(xiàn)在電力部門的各個(gè)環(huán)節(jié)：發(fā)電、輸電、配電及用電，政府鼓勵各環(huán)節(jié)的利益相關(guān)方都客觀地關(guān)注儲能技術(shù)應(yīng)用及其帶來的效益，而了解系統(tǒng)成本驅(qū)動因素是評估儲能效益的基礎(chǔ)，即儲能可以作為降低系統(tǒng)總成本的一項(xiàng)技術(shù)。
2)制定采購目標(biāo)：考慮到儲能技術(shù)與傳統(tǒng)方案是如此的不同，直接通過應(yīng)用學(xué)習(xí)是非常關(guān)鍵的。因此，邊做邊學(xué)的過程無法避免，政府鼓勵在具體的應(yīng)用項(xiàng)目上采購多種不同的儲能技術(shù)。
3)改革市場規(guī)則: 政府確保市場規(guī)則能夠允許儲能技術(shù)全面參與電力市場的運(yùn)營并充分發(fā)揮其潛力，使得同一資產(chǎn)產(chǎn)生多種效益。明確的市場規(guī)則和由此產(chǎn)生的價(jià)格透明度，使得儲能投資和帶來的效益能夠貨幣化計(jì)量。
6、客觀地認(rèn)識電力部門成本和成本驅(qū)動因素是理解儲能基于時(shí)間價(jià)值的關(guān)鍵
1)評估當(dāng)前和未來發(fā)電、輸電、配電的資產(chǎn)需求，并分析預(yù)測系統(tǒng)范圍內(nèi)和特定的地理位置的負(fù)荷。確定全年電網(wǎng)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施中所有資源的成本，確認(rèn)本地和系統(tǒng)峰值相關(guān)的邊際成本。
2)在美國，總的電力部門成本中的絕大部分(傳輸/分配/發(fā)電)與系統(tǒng)峰值息息相關(guān)。例如，在馬薩諸塞州，占運(yùn)行時(shí)間10%的高峰時(shí)間花費(fèi)了總系統(tǒng)成本的40%。
3)美國的電力零售價(jià)格設(shè)計(jì)認(rèn)識到這一情況后，促進(jìn)基于使用時(shí)段和容量收費(fèi)來劃分更多的能源消費(fèi)等級。例如，在加利福尼亞，容量費(fèi)用可以占到商業(yè)客戶每月電費(fèi)的40%。
二、德國儲能定價(jià)
德國貿(mào)易與投資署智能電網(wǎng)與儲能事業(yè)部高級經(jīng)理 Heiko Staubitz先生介紹了德國的儲能定價(jià)做法，主要觀點(diǎn)如下：
1、德國可再生能源的大規(guī)模、高比例并網(wǎng)催生了儲能市場的快速發(fā)展
2000年德國推出了可再生能源上網(wǎng)電價(jià)，光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)能發(fā)電設(shè)施的數(shù)量從2000年的約3萬臺快速增長至2015年的150萬臺，其中風(fēng)能主要是在德國北部，光伏是在德國南部。截止到2015年底，德國的可再生能源發(fā)電量占全國電力消費(fèi)總量的比例已經(jīng)達(dá)到32.6%;德國政府希望將這一比例在2050年提升到80%。在能源轉(zhuǎn)型過程中，儲能技術(shù)從小規(guī)模到大規(guī)模的應(yīng)用，在可再生能源并網(wǎng)和電力系統(tǒng)安全等方面扮演著至關(guān)重要的角色。
2、德國能源市場的三大構(gòu)成部分及其所發(fā)揮的作用
德國的能源市場分為場外交易、能源交易所和調(diào)頻市場。在德國，電力市場是自由化的，所以可以通過場外交易用簽訂合同方式來買電。在能源交易所，有現(xiàn)貨市場和期貨市場。調(diào)頻市場是由四個(gè)輸電系統(tǒng)運(yùn)營商管理的，負(fù)責(zé)把頻率保持在額定的50赫茲;四家輸電系統(tǒng)運(yùn)營商本身沒有容量資源，需要在一級、二級和三級調(diào)頻市場上采購。隨著風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電的比重不斷增加，為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，儲能能夠快速、精確地響應(yīng)調(diào)度下發(fā)的出力指令，在一級、二級調(diào)頻市場具有一定的應(yīng)用前景。
3、舊的蓄能商業(yè)價(jià)值衰減，新的儲能形式商機(jī)出現(xiàn)
傳統(tǒng)的儲能商業(yè)模式，比如抽水蓄能，依靠峰荷和基荷之間的價(jià)格差來盈利，這一模式在德國已經(jīng)難以為繼。過去若干年，德國峰谷價(jià)差在減少，從8歐分/kWh降到現(xiàn)在的 2歐分/kWh左右，一部分抽水蓄能項(xiàng)目也因此停止運(yùn)行。德國負(fù)荷是在早晚出現(xiàn)高峰，當(dāng)今后太陽能并網(wǎng)比重進(jìn)一步增加后，中午前后就會有很多光伏發(fā)電，期間的電價(jià)會非常便宜，甚至出現(xiàn)負(fù)電價(jià)，高峰與基荷的價(jià)格差加大或許會重新帶來抽水蓄能的盈利，但僅依靠峰谷差價(jià)生存的抽水蓄能模式正在消失。
4、一級調(diào)頻是德國儲能的主要市場，目前已經(jīng)具備商業(yè)價(jià)值
在歐洲，整個(gè)一級調(diào)頻市場約為3000兆瓦，德國在600兆瓦左右。在過去四年中，每周進(jìn)行一次一級調(diào)頻市場招投標(biāo)，每兆瓦每周平均價(jià)格是3100歐元上下;近期市場價(jià)格是每兆瓦每周2500歐元左右。
每年有52周，按照每兆瓦每周2500歐元進(jìn)行測算，每兆瓦全年收入為13萬歐元左右，這就是目前一級調(diào)頻市場的價(jià)格?？紤]投資成本、運(yùn)行成本、利息成本等，用13萬歐元進(jìn)行倒算，電池儲能的整個(gè)成本就是每千瓦時(shí)870歐元;也就是說，電池儲能整體成本低于每千瓦時(shí)870歐元，參與一級調(diào)頻市場是有商業(yè)價(jià)值的。隨著電池價(jià)格的下降，儲能其實(shí)已經(jīng)在一級調(diào)頻市場有商業(yè)空間了，這也就是為什么2016/2017兩年在德國安裝或?qū)⒁惭b的儲能電池變得非常多，大型電池總?cè)萘繉⑦_(dá)到165兆瓦。德國的電動汽車在2020年的預(yù)期達(dá)到100萬輛，目前只有7萬輛，未來每年將會有一個(gè)巨大的增長量。BMW等電動汽車的電池報(bào)廢以后，把這些電池組合起來進(jìn)行二次使用，可以參與一級調(diào)頻市場，已經(jīng)有商業(yè)價(jià)值了。
從市場容量來看，二級調(diào)頻市場較一級調(diào)頻市場要大幾倍，另外二級調(diào)頻市場的價(jià)格波動更大。二級調(diào)頻市場既是一個(gè)容量市場，也是一個(gè)電力能源市場，大容量電池儲能在未來可能會有較大的參與空間。
5、較高的電價(jià)水平，促進(jìn)工業(yè)用戶和居民用戶更多地安裝儲能裝置
對于用電量較大的工業(yè)用戶，德國政府要求其必須要保證使用一定比例可再生能源發(fā)電。對于大工業(yè)用戶，可以免交可再生能源附加費(fèi)，現(xiàn)在工業(yè)用戶消費(fèi)可再生能源的電價(jià)已從每度電4.5歐分降到了3.8歐分，這部分電量的電價(jià)在德國是比較低的。但對大工業(yè)用戶來講，如果認(rèn)為總體電價(jià)高的話，就會設(shè)法提高能效，也會考慮使用儲能。
對于居民用戶，從2011年開始，光伏系統(tǒng)的成本開始低于居民電價(jià)，刺激了光伏自發(fā)自用的快速發(fā)展。光伏+電池儲能的成本會進(jìn)一步的下降，在2018年將會低于居民電價(jià)，這將使得安裝光伏+儲能系統(tǒng)的德國居民用戶達(dá)到60%~80%的能源獨(dú)立。從2017年1月份開始，政府將給居民用戶的電池儲能成本提供20%的補(bǔ)貼(補(bǔ)貼額度每年降低3%)。預(yù)計(jì)接近三分之一的德國居民用戶將在購買光伏系統(tǒng)的同時(shí)購買配套的儲能電池系統(tǒng)。預(yù)計(jì)到2020年，將有50000多個(gè)安裝光伏發(fā)電的家庭配置儲能裝置。
三、日本電力行業(yè)改革及電池儲能
日本可再生能源與智能電網(wǎng)海外協(xié)力會聯(lián)合主席酒井直樹(Naoki Sakai)先生介紹了日本儲能市場發(fā)展及定價(jià)做法，主要觀點(diǎn)如下：
1、福島核事故后能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，日本政府強(qiáng)烈地支持儲能行業(yè)的發(fā)展
日本儲能市場發(fā)展驅(qū)動力主要有兩個(gè)，一是電力行業(yè)改革拆分導(dǎo)致很多企業(yè)進(jìn)入市場，促進(jìn)了儲能在電力行業(yè)的應(yīng)用;第二個(gè)驅(qū)動力就是政策，促進(jìn)太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展，包括屋頂太陽能光伏，還有公用事業(yè)層級太陽能的發(fā)展。
2、日本電池儲能開始出現(xiàn)爆發(fā)式增長
因?yàn)閮蓚€(gè)國內(nèi)的驅(qū)動力，再加上全球電池市場、太陽能市場的競爭，現(xiàn)在日本已經(jīng)達(dá)到了太陽能+電池儲能的上網(wǎng)平價(jià)，具備財(cái)務(wù)生存能力。另外，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會使得日本像美國加州、紐約那樣做到非常先進(jìn)，日本也是引入新的技術(shù)和一些基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行結(jié)合。包括美國特斯拉、韓國三星等電池供應(yīng)商也紛紛進(jìn)入日本，成為本土企業(yè)的合作伙伴。目前電網(wǎng)從輸、配電網(wǎng)到用戶的各個(gè)環(huán)節(jié)，都是電池儲能的使用者。
3、電力零售市場、實(shí)時(shí)交易市場和負(fù)瓦特市場的放開將催生儲能需求
日本的電力市場是分化的，每個(gè)電力公司都有自己的供電區(qū)域，在各自區(qū)域基本上是壟斷的，而且對于電池和可再生能源都不是特別開放的。這些電力公司主要通過三個(gè)渠道銷售電力，批發(fā)電力市場、零售市場以及供應(yīng)合同。自2000年，日本開始推行自由電力市場，但只針對大型用戶，自由市場的份額也只有26%。2005年開始，中型用戶開始加入自由市場，自由市場份額提高到62%。隨著日本第五次電力市場化改革的進(jìn)程，2017年要全面開放零售市場，建立一個(gè)實(shí)時(shí)市場。2017年負(fù)瓦特(儲電時(shí)是負(fù)荷、發(fā)電時(shí)是發(fā)電機(jī)，可以用于運(yùn)行中的電力電量平衡。)交易市場也開始運(yùn)營，到2020年會像美國和德國那樣將實(shí)時(shí)市場進(jìn)行運(yùn)營。能源服務(wù)商可以售電給電池儲能系統(tǒng)，電池儲能可以提供輔助服務(wù)。
4. 日本目前仍存在限制電池儲能發(fā)展的障礙因素
通過測算，目前日本家庭太陽能系統(tǒng)單價(jià)為18日元每千瓦時(shí)，低于零售電價(jià)(25日元每千瓦時(shí))，也就意味著實(shí)現(xiàn)了平價(jià)。但實(shí)際上目前還存在一些推廣障礙，譬如靈活性不足，不可以向他人進(jìn)行售電，電氣工程知識與專業(yè)技術(shù)匱乏造成用戶安裝、運(yùn)行和維護(hù)困難等。因此，日本政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定了一系列電池儲能政策以及監(jiān)管體系，以推動儲能電池的發(fā)展。
5. 政府制定了針對不同電力部門的儲能要求和政策
這些政策包括：要求公用事業(yè)太陽能獨(dú)立發(fā)電廠裝備一定比例的電池來穩(wěn)定電力輸出。要求電網(wǎng)公司在輸電網(wǎng)上安裝電池來穩(wěn)定頻率，或從供應(yīng)商購買輔助服務(wù)。在配電方，配電網(wǎng)或者微電網(wǎng)也有獎勵政策鼓勵電池使用，而且他們也可以把電池業(yè)務(wù)外包給第三方。還有就是表后，消費(fèi)者同時(shí)可以裝配他們自己的太陽能和電池，甚至家庭也可以把電池儲存的電能進(jìn)行銷售。最后還有電動汽車，像特斯拉，奔馳，BMW、尼桑等，他們正在宣傳電動車、太陽能和電池的組合，這種潛力是比較高的，這可能也是未來電池銷售的主流方向。
目前儲能電池還處于比較小的量級，2020年大規(guī)模的輔助服務(wù)市場預(yù)期盈利是比較高的，儲能應(yīng)用的量級是比較大的，而且可復(fù)制性比較高。分布式系統(tǒng)運(yùn)營商也可以裝備電池，其收益也將是比較高的。
6、 發(fā)電供應(yīng)商以及電網(wǎng)公司對儲能的需求
由于上網(wǎng)電價(jià)比較優(yōu)惠(2012年日本太陽能并網(wǎng)電價(jià)是42日分)，出現(xiàn)了太陽能光伏的過度供應(yīng)，給電網(wǎng)穩(wěn)定帶來了壓力，因此，電網(wǎng)公司要求獨(dú)立太陽能發(fā)電商必須裝配一些電池系統(tǒng)來確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性。2015年政府法律規(guī)定電網(wǎng)公司可以無限制的停止接受太陽能光伏發(fā)電，在三家城市電網(wǎng)每年可以停止360小時(shí)接受太陽能光伏發(fā)電;也就是說到2017年的時(shí)候，太陽能發(fā)電供應(yīng)商會有兩個(gè)選擇，或者減少太陽能光伏發(fā)電，或者建設(shè)電池儲能裝備，來吸納額外發(fā)電量。預(yù)計(jì)2017年配置儲能的光伏電站會增加很多。電網(wǎng)公司也在投資安裝一些大型儲能電站，來保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性。電網(wǎng)公司今后也可以不再自己投資電池設(shè)備，而是向供應(yīng)商購買輔助性服務(wù)。日本政府正在進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立與英國類似的輔助服務(wù)市場體系。
7、 配電網(wǎng)環(huán)節(jié)的儲能發(fā)展
房地產(chǎn)開發(fā)商，想讓自己開發(fā)的住宅能夠有更多的附加值，就配備了儲電系統(tǒng)，可以將輔助服務(wù)和電池電力銷售出去。在日本有一個(gè)虛擬電廠聯(lián)盟，試圖解決過度供給和需求之間矛盾。在電力過度供給時(shí)段，把過度供給的電量整合起來進(jìn)行存儲，在需要的時(shí)候進(jìn)行銷售。日本政府對虛擬電廠發(fā)展是非常鼓勵和支持的，2016年提供了39.5億日元資金支持虛擬電廠的發(fā)展。
8、 終端用戶環(huán)節(jié)的儲能發(fā)展
現(xiàn)在日本在進(jìn)行討論，辨別電池儲能設(shè)施應(yīng)該是公共服務(wù)還是基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。如果為公共設(shè)施的一部分，消費(fèi)者能夠非常容易買到，而且價(jià)格比較低。但是當(dāng)作商品的話，可能價(jià)格就比較高。目前日本政府對一些智能家庭或者是有電池設(shè)施的家庭提供一些補(bǔ)貼。比如，政府對實(shí)施零能耗房屋改造的家庭提供一定的補(bǔ)貼，補(bǔ)貼來自中央政府和地方政府兩個(gè)渠道，到目前為止政府補(bǔ)貼能夠占到整個(gè)電池零售價(jià)格40-50%。在日本采取分時(shí)電價(jià)系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)供需平衡。在夜間電價(jià)是比較低的，在尖峰時(shí)刻電價(jià)是夜晚的三倍。裝備電池儲能后，在晚上電價(jià)比較低的時(shí)候給電池充電，然后在白天電價(jià)比較高的時(shí)候或者把所儲存的電能賣出去，或者自己使用。從理論上講是可以掙錢的。
四、英國的經(jīng)驗(yàn)：利用儲能技術(shù)改變能源系統(tǒng)
英國倫敦帝國理工大學(xué)能源系統(tǒng)學(xué)教授 GoranStrbac 博士介紹了英國在儲能定價(jià)方面的探索，主要觀點(diǎn)如下：
1、基礎(chǔ)設(shè)施使用率逐步降低使英國電力系統(tǒng)在低碳電力并網(wǎng)方面面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
英國發(fā)電系統(tǒng)目前平均使用率是55%。英國的可再生能源目標(biāo)雄心勃勃，包括大規(guī)模太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的可再生能源發(fā)電量，將大量取代燃煤、燃?xì)獍l(fā)電量。但是從容量上來講，電力需求的高峰與太陽能大發(fā)時(shí)段可能不一致，風(fēng)電的容量效益也不高，這就需要保留一些傳統(tǒng)發(fā)電方式來應(yīng)對這種電力高需求時(shí)段的容量需求。
為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)行業(yè)，包括交通和供熱領(lǐng)域低碳化，根據(jù)測算，至2030年基礎(chǔ)設(shè)備的使用率會從現(xiàn)在的55%左右下降到低于25%。這意味著資產(chǎn)要增加一倍，可是提供的能量其實(shí)是一樣的，這導(dǎo)致發(fā)電成本的大量增加。研究表明，如果2025年之后風(fēng)電達(dá)到3000萬千瓦，將會有25%以上的“棄風(fēng)”率，就是四分之一以上的風(fēng)電可發(fā)電量沒有辦法被使用，這將是一個(gè)巨大的社會資源浪費(fèi)，因?yàn)楹Ｉ巷L(fēng)電投資是非常昂貴的。如何在低碳化的同時(shí)提高能源設(shè)施及生產(chǎn)能力的利用率、降低成本，是向低碳轉(zhuǎn)型時(shí)遇到的重大挑戰(zhàn)。
2、使用靈活的技術(shù)可以扭轉(zhuǎn)固定資產(chǎn)使用率下降的趨勢
按照常規(guī)發(fā)展模式，固定資產(chǎn)利用率會大幅下降，這是英國政府不愿看到的。使用靈活性技術(shù)，包括需求側(cè)響應(yīng)，儲能、靈活發(fā)電、智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，可以扭轉(zhuǎn)固定資產(chǎn)使用率下降的趨勢?，F(xiàn)在安全供給是通過冗余資產(chǎn)實(shí)現(xiàn)的，代價(jià)是非常高的;取而代之，通過智能、智慧也能實(shí)現(xiàn)安全高效的供給。分析顯示，對英國來講，逆轉(zhuǎn)這樣的趨勢帶來的市場價(jià)值一年超過80億英鎊，商業(yè)價(jià)值巨大。
3、全系統(tǒng)模擬顯示，儲能技術(shù)可以減少可再生能源的系統(tǒng)整合成本，增加全社會價(jià)值
系統(tǒng)建模計(jì)算顯示，2015年英國只需要2吉瓦的儲能能力，可產(chǎn)生5億英鎊的社會價(jià)值，只是缺少商業(yè)模式而沒能落實(shí);到2030年，英國為兌現(xiàn)脫碳的承諾需要15吉瓦儲能能力，它所創(chuàng)造的社會價(jià)值將是35億英鎊;而到2050年，英國可能需要25吉瓦儲能， 對應(yīng)的社會價(jià)值將是150億英鎊。如果對于脫碳不感興趣的話，其實(shí)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度來說，儲能根本沒有什么優(yōu)勢，簡單采用燃煤、燃?xì)獍l(fā)電就行了;如果脫碳并兌現(xiàn)承諾，儲能將是一個(gè)核心技術(shù)。
4、儲能作為高效的靈活性技術(shù)，可以提供全方位服務(wù)，關(guān)鍵是價(jià)格如何體現(xiàn)能源買賣套利之外的服務(wù)
儲能能夠提供多種服務(wù)。一就是套利。第二個(gè)就是平衡服務(wù)，因?yàn)榭稍偕茉床环€(wěn)定，有了儲能就可以實(shí)現(xiàn)平衡。第三個(gè)就是調(diào)頻服務(wù)，在英國這方面需求也是不斷增長的。儲能也能滿足峰值需求，還有對網(wǎng)絡(luò)的支持。另外還有兩個(gè)方面，還沒有得到非常充分的強(qiáng)調(diào)，但是在英國有很多討論，圍繞低碳發(fā)電組合和儲能技術(shù)替代電網(wǎng)擴(kuò)容，就是儲能實(shí)際上更多的是為了幫助實(shí)現(xiàn)碳減排的目標(biāo)。
1)儲能能夠提供更多的選擇。在英國，主要考慮的就是可再生能源的不穩(wěn)定性，及其對市場平衡的影響，套利加平衡，就會比僅套利的價(jià)值大很多。
2)調(diào)頻。英國是一個(gè)島國，有時(shí)風(fēng)力、太陽能發(fā)電量比較大，但是此時(shí)系統(tǒng)并不需要這么多發(fā)電量，如果我們不能按秒的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)平衡的話，就是非常大的一個(gè)問題。未來這個(gè)問題可能比現(xiàn)在更復(fù)雜，儲能所能夠帶來的價(jià)值到未來可能會增加至少10倍。當(dāng)然，這需要有一個(gè)市場設(shè)計(jì)，需要有一個(gè)實(shí)時(shí)體現(xiàn)供求關(guān)系變化的電價(jià)定價(jià)體系，能夠反映出儲能在調(diào)頻方面的價(jià)值。
3)儲能技術(shù)替代電網(wǎng)擴(kuò)容，參與電網(wǎng)規(guī)劃。如果在規(guī)劃設(shè)計(jì)電網(wǎng)的時(shí)候，能夠考慮到儲能作用的話，可能未來電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案就不一樣了。要把儲能和電網(wǎng)本身作用放在一個(gè)平等的、平衡的角度上考慮，就是在設(shè)計(jì)未來電網(wǎng)的時(shí)候，不能只考慮到傳統(tǒng)上我們認(rèn)為電網(wǎng)是什么樣的作用，而是要考慮到把儲能放進(jìn)去，電網(wǎng)能夠發(fā)揮什么樣的作用。通過不同方案的比較，考慮儲能在電網(wǎng)中發(fā)揮的作用，研究儲能對電網(wǎng)整體規(guī)劃的影響。
4)儲能在碳減排方面的作用。目前儲能在該方面的作用還沒有得到充分認(rèn)識。英國的減排目標(biāo)，是從目前每度電排放350-400克，到2050年的時(shí)候?qū)⒚堪l(fā)一度電二氧化碳排放降低到25克左右。如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)?要有一些低碳發(fā)電設(shè)施，比如核能、風(fēng)電、光伏、二氧化碳捕捉等技術(shù)。如果用了儲能的話，實(shí)現(xiàn)同樣的減排目標(biāo)，就不需要建那么多光伏和風(fēng)電發(fā)電廠。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，如果有了儲能技術(shù)，就可以少建10吉瓦核能發(fā)電能力，或少建15吉瓦海上風(fēng)電發(fā)電能力，這是儲能所帶來價(jià)值的體現(xiàn)。儲能會幫助實(shí)現(xiàn)減排的目標(biāo)，與此同時(shí)卻不需要建立那么多新的發(fā)電設(shè)施。在企業(yè)和投資人進(jìn)行投資過程中，要意識到儲能的減排價(jià)值，這樣才能規(guī)劃設(shè)計(jì)合理的投資方案。實(shí)現(xiàn)英國低碳發(fā)展目標(biāo)，還是持續(xù)的需要有核能的，沒有核能的話是無法實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的，但同時(shí)必須加大風(fēng)電和太陽能發(fā)電的開發(fā)。但是這些可再生能源的波動比較大，就需要儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)靈活性調(diào)節(jié)。
5、儲能可以幫助應(yīng)對未來發(fā)展的不確定性
關(guān)于未來能源市場，唯一確定性就是有大量不確定性。比如說在英國，大家對離岸風(fēng)力很感興趣，但是不是100%的確定到底這個(gè)風(fēng)力是多少，到底在什么地方?怎么去做這件事情?這些不確定性的情況，涉及到投資的方方面面，包括配電、輸電網(wǎng)絡(luò)，還有可能的棄風(fēng)等。如果這些不確定性不能具體化分析，那么儲能技術(shù)就變成了一個(gè)解決方案。雖然說儲能是一個(gè)很貴的解決方案，但是儲能可以幫助應(yīng)對不確定性。這是一個(gè)非常重要的問題，因?yàn)檫@是有價(jià)值的。不過現(xiàn)在監(jiān)管框架并沒有認(rèn)識到像儲能這樣智能技術(shù)的價(jià)值。比如說如果只看一下投資，從上世紀(jì)的角度來看，就不會選擇儲能;假如從未來看有很多不確定需要應(yīng)對的情況下就要用到儲能。
6、影響儲能投資決策的因素
儲能有價(jià)差套利，平衡市場、光伏平衡、網(wǎng)絡(luò)支持、調(diào)頻、容量等多方面的價(jià)值，但總體來講儲能的價(jià)值要取決于到底有沒有相應(yīng)的市場。假如說市場非常完善，儲能就可以部署，而且部署的非常好，通過各種各樣的收入方式，收入能夠最大化。僅考慮價(jià)差套利和所有價(jià)值都得到收益兩種情況對比，收益的差別將超過十倍。如果說市場好，整個(gè)儲能帶來的價(jià)值都可以獲得，儲能就能很好地發(fā)展。但是如果市場缺失，其中一些價(jià)值就無法獲得收益;比如像在英國的小公司，可能某些容量市場上面的價(jià)值，就沒有辦法得到，所有價(jià)值當(dāng)中只有一小部分能夠轉(zhuǎn)化為收益，儲能的投資效益將成為一個(gè)問題。
從英國電力市場的演進(jìn)來看，目前所有的設(shè)計(jì)主要是看能量市場，目前是能量市場主宰的。到2030年，主要通過太陽能、風(fēng)能、核能等低碳方式發(fā)電，邊際成本接近于零，總體電量市場就會大幅減少。容量市場、系統(tǒng)服務(wù)市場等就會增加很多。一定要設(shè)計(jì)出適應(yīng)未來低碳發(fā)展情景的電力市場結(jié)構(gòu)，通過政策監(jiān)管、市場設(shè)計(jì)等，推動儲能的發(fā)展。
北京國際能源專家俱樂部總裁陳新華博士對討論作了總結(jié)。他指出：
從四個(gè)國別報(bào)告看，全球儲能市場正在蓄勢待發(fā)，將出現(xiàn)井噴式發(fā)展：
1) 美國是州立層面的立法要求和儲能在電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)所體現(xiàn)的價(jià)值驅(qū)動著儲能市場的發(fā)展。
2) 德國是能源轉(zhuǎn)型2.0的要求和儲能在調(diào)頻市場、居民用戶的平價(jià)上網(wǎng)還有政府的補(bǔ)貼在驅(qū)動。
3) 日本的驅(qū)動力則是政府規(guī)定儲能可以參與所有電力環(huán)節(jié)的競爭并且在2017年可以全面參與輔助市場建設(shè)，還有居民光伏的平價(jià)上網(wǎng)，以及政府對各個(gè)電力環(huán)節(jié)配置儲能裝備的要求和鼓勵。
4) 英國則是為了達(dá)到2030和2050的脫碳目標(biāo)，儲能可以提髙可再生能源的并網(wǎng)率，提高電力系統(tǒng)的靈活性，通過避免損失來創(chuàng)造巨大的社會價(jià)值。目前英國市場和其他市場也一樣，儲能主要是在能量市場，容量市場、調(diào)頻市場和服務(wù)市場容量非常小。但到2030年，容量市場、調(diào)頻市場和服務(wù)市場規(guī)模就要比目前大十幾倍，儲能市場前景廣闊。
政府與監(jiān)管層面的當(dāng)務(wù)之急就是如何通過電力市場的設(shè)計(jì)來推動儲能發(fā)展，實(shí)現(xiàn)儲能價(jià)值。美國是通過州立層面的電力市場立法，讓儲能全面參與電力行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，讓電力行業(yè)的各利益相關(guān)方在設(shè)計(jì)方案中也把儲能技術(shù)考慮在內(nèi)。德國是通過聯(lián)邦層面進(jìn)行能源轉(zhuǎn)型2.0計(jì)劃和對調(diào)頻市場的公開招標(biāo)，還有對居民用戶儲能裝備的補(bǔ)貼來推動。日本則是通過電力體制改革，運(yùn)行儲能全面參與電力行業(yè)的各個(gè)服務(wù)環(huán)節(jié)，并且通過鼓勵“負(fù)瓦特”和“虛擬電廠”等創(chuàng)新措施來推動。英國政府則是通過市場機(jī)制的設(shè)計(jì)，讓儲能在電力系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮作用，從而體現(xiàn)其社會價(jià)值。這些經(jīng)驗(yàn)對于正在進(jìn)行的中國電力體制改革很有借鑒作用。
這些國外經(jīng)驗(yàn)表明，儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展最關(guān)鍵的要素是政府監(jiān)管部門和電力行業(yè)充分認(rèn)可儲能技術(shù)作為電力行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)項(xiàng)目規(guī)劃的一個(gè)技術(shù)選項(xiàng)，并在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中給予充分考慮。儲能發(fā)展初期需要政府的激勵政策，但最后還是需要依靠體現(xiàn)自身的價(jià)值得到發(fā)展。
中國儲能發(fā)展需要好的市場機(jī)制?？稍偕茉吹目焖侔l(fā)展，加上分布式能源系統(tǒng)及微電網(wǎng)的快速推進(jìn)、能源價(jià)格機(jī)制改革、電力市場化改革及省級電力交易中心的設(shè)立等，也給儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)會。中國政府價(jià)格部門可參考國際經(jīng)驗(yàn)，改變儲能定價(jià)目前主要靠能源買賣套利的模式，使得儲能其他方面的價(jià)值也能夠充分發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)收益。
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