10月8日,國(guó)家能源局發(fā)布關(guān)于公開(kāi)征求《電力輔助服務(wù)市場(chǎng)基本規(guī)則》意見(jiàn)的通知。《征求意見(jiàn)》指出獨(dú)立儲(chǔ)能、自備電廠、虛擬電廠等“發(fā)用一體”主體,在結(jié)算時(shí)段內(nèi)按綜合上網(wǎng)(下網(wǎng))電量參與發(fā)電側(cè)(用戶側(cè))輔助服務(wù)費(fèi)用分?jǐn)偂=衲?月,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局及國(guó)家數(shù)字局聯(lián)合發(fā)布了《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2024—2027年)》,明確規(guī)劃及部署了一批共享儲(chǔ)能電站的建設(shè)。這一系列舉措是三年前國(guó)家發(fā)改委與國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》積極探索共享儲(chǔ)能建設(shè)的延續(xù),政策進(jìn)一步鼓勵(lì)儲(chǔ)能作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與輔助服務(wù)市場(chǎng)。
在此背景下,獨(dú)立式共享儲(chǔ)能作為一種融合技術(shù)創(chuàng)新與商業(yè)模式創(chuàng)新的儲(chǔ)能解決方案,正逐步嶄露頭角。2023年9月,山東省出臺(tái)全國(guó)首個(gè)配建儲(chǔ)能轉(zhuǎn)獨(dú)立儲(chǔ)能政策文件,為獨(dú)立儲(chǔ)能發(fā)展提供了實(shí)踐路徑。截至目前,全國(guó)已有20多個(gè)省市能源主管部門(mén)陸續(xù)出臺(tái)共享儲(chǔ)能支撐政策,其中山東、河南、湖南、云南等省份已成功建設(shè)或并網(wǎng)一批示范性共享儲(chǔ)能項(xiàng)目。然而,共享儲(chǔ)能多點(diǎn)開(kāi)花的同時(shí),也面臨一系列技術(shù)、運(yùn)維、市場(chǎng)維度等挑戰(zhàn)。
獨(dú)立式共享儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景廣泛
獨(dú)立式共享儲(chǔ)能的核心精髓,在于其作為“獨(dú)立”主體身份,主動(dòng)融入電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度,積極參與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與合作,其“共享”理念的本質(zhì),是顛覆傳統(tǒng)儲(chǔ)能設(shè)施與發(fā)電機(jī)組之間單一、固定的服務(wù)模式,創(chuàng)新性地建立起“一對(duì)多”新型商業(yè)化服務(wù)架構(gòu)。此模式依托于電網(wǎng)這一關(guān)鍵樞紐,有效促進(jìn)電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)及用戶側(cè)分散儲(chǔ)能資源的全局性優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)全面聯(lián)動(dòng)與高效協(xié)同。
在電源側(cè),統(tǒng)一調(diào)度新能源富集區(qū)域儲(chǔ)能或安裝集中式儲(chǔ)能,在新能源發(fā)電高峰時(shí)充電,緩解棄風(fēng)棄光問(wèn)題;同時(shí)作為備用電源,在新能源出力低谷時(shí)放電。例如的青海省海西州多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目?jī)?chǔ)能電站,通過(guò)虛擬同步控制、跟蹤發(fā)電計(jì)劃和支持二次調(diào)頻等,平滑新能源輸出,充分提高了儲(chǔ)能資源利用率。
在電網(wǎng)側(cè),在大容量直流饋入、調(diào)峰調(diào)頻困難和電壓支撐能力不足等關(guān)鍵電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)布局獨(dú)立式共享儲(chǔ)能,用以擴(kuò)充線路容量,降低輸電線路重載、過(guò)載現(xiàn)象,延緩線路改造升級(jí)。貴州中核紫云200MW/400MWh儲(chǔ)能電站,作為貴州省首個(gè)大型獨(dú)立共享儲(chǔ)能,采用智能溫控和監(jiān)測(cè)技術(shù)、多重安全設(shè)計(jì),有效增強(qiáng)配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和韌性。
在用戶側(cè),通過(guò)集中調(diào)度工業(yè)園區(qū)或居民社區(qū)分散儲(chǔ)能設(shè)施,利用電力市場(chǎng)的峰谷價(jià)差進(jìn)行策略性充放電,提高用戶側(cè)電力自發(fā)自用水平,同時(shí)降低用電成本。在遭遇緊急斷電情況時(shí),大容量共享儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠迅速轉(zhuǎn)化為備用電源,為家庭及企業(yè)提供亟需的應(yīng)急電力保障。今年3月底,江蘇省南通首批聚合型分布式儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn),以近似智能微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效運(yùn)行和靈活調(diào)度。
獨(dú)立式共享儲(chǔ)能商業(yè)模式多元
獨(dú)立式共享儲(chǔ)能商業(yè)模式,根植于“共享經(jīng)濟(jì)”核心理念,其資產(chǎn)的所有者通過(guò)讓渡使用權(quán),向特定區(qū)域內(nèi)的所有潛在用戶開(kāi)放并提供儲(chǔ)能服務(wù)。該模式最大優(yōu)勢(shì),在于其能夠吸引大量市場(chǎng)參與者積極涌入,從而充分激發(fā)市場(chǎng)活力,推動(dòng)傳統(tǒng)商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式的持續(xù)迭代與升級(jí)。在此基礎(chǔ)上,多元化盈利渠道與投資模式得以應(yīng)運(yùn)而生。
收益渠道多元
容量共享收益。一是容量租賃收入。業(yè)主以租賃方式將儲(chǔ)能容量靈活配置給有配儲(chǔ)需求的電源、電網(wǎng)或終端用戶,從而確保獲得持續(xù)穩(wěn)定的租賃回報(bào)。二是容量電價(jià)補(bǔ)償。依托各地容量電價(jià)政策,獨(dú)立式共享儲(chǔ)能因向供電系統(tǒng)貢獻(xiàn)額外容量而獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償,此部分收入用以回收固定投資成本。
市場(chǎng)交易收益。以獨(dú)立主體身份,參與輔助服務(wù)市場(chǎng),提供調(diào)峰調(diào)頻服務(wù),獲得相應(yīng)收益;在支持獨(dú)立儲(chǔ)能參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易地區(qū),采取低價(jià)蓄能充電、高價(jià)釋放電能的策略,實(shí)現(xiàn)峰谷價(jià)差套利收益;未來(lái)參與碳交易市場(chǎng),獲取碳減排帶來(lái)的額外收益。
投資運(yùn)營(yíng)模式廣泛
自投資自運(yùn)營(yíng)模式。運(yùn)營(yíng)商以自有資金獨(dú)資建設(shè)共享儲(chǔ)能,并組建專(zhuān)業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì),全面負(fù)責(zé)設(shè)備日常運(yùn)行與定期檢修維護(hù)。此模式運(yùn)營(yíng)商對(duì)儲(chǔ)能擁有完全所有權(quán)和使用權(quán),獨(dú)享由此產(chǎn)生的全部經(jīng)濟(jì)收益,但同時(shí)也要承擔(dān)所有投資風(fēng)險(xiǎn)與運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。
融資租賃模式。第三方金融機(jī)構(gòu)作為投資方,出資建設(shè)儲(chǔ)能電站,并通過(guò)融資租賃合同的方式,將該電站的使用權(quán)讓渡于儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商。運(yùn)營(yíng)商需遵循合約,定期繳納租金,待租賃期滿,即可獲得電站的所有權(quán)。此模式有效減輕運(yùn)營(yíng)商初期的資本壓力,降低投資壁壘,同時(shí)也為金融機(jī)構(gòu)開(kāi)辟了一條穩(wěn)健的投資回報(bào)路徑。但承租人(運(yùn)營(yíng)商)遭遇財(cái)務(wù)危機(jī)或支付意愿減弱時(shí),可能觸發(fā)信用風(fēng)險(xiǎn)事件,對(duì)出租方(金融機(jī)構(gòu))的資產(chǎn)安全構(gòu)成威脅,造成經(jīng)濟(jì)損失。
混合所有委托運(yùn)營(yíng)模式。多方共同投資建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)施,所有權(quán)由公共和私營(yíng)投資方混合持有,并委托專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)。用戶通過(guò)與運(yùn)營(yíng)商簽訂長(zhǎng)期服務(wù)協(xié)議,以獲得對(duì)儲(chǔ)能設(shè)施的使用權(quán)。此模式有效分散單一投資者的風(fēng)險(xiǎn)暴露,通過(guò)多方參與實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)與利益共享。但如果各方權(quán)責(zé)關(guān)系沒(méi)有清晰界定,將直接阻礙儲(chǔ)能設(shè)施后續(xù)運(yùn)營(yíng),影響整體效能發(fā)揮。
獨(dú)立式共享儲(chǔ)能面臨多重挑戰(zhàn)
技術(shù)維度挑戰(zhàn)
電池能量密度有限。當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)面臨的核心問(wèn)題在于能量密度不足,即單位體積或重量下儲(chǔ)能容量有限。此缺陷導(dǎo)致滿足既定電能需求時(shí),需增加儲(chǔ)能設(shè)施的空間占用與資源消耗,不僅降低了系統(tǒng)整體效率,還顯著推高了總成本。尤其值得注意的是,傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的能量密度已逼近其理論上限,約等于300Wh/kg,突破此瓶頸亟需新材料與新技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用。
電池循環(huán)壽命有限。低能量密度往往伴隨著循環(huán)壽命的制約。儲(chǔ)能系統(tǒng)在經(jīng)歷多次充放電循環(huán)后,電池將面臨壽命縮減、儲(chǔ)能容量衰退的問(wèn)題,直接威脅到儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠運(yùn)行與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。研究表明,若獨(dú)立式共享儲(chǔ)能系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)10000至15000次循環(huán)壽命,并結(jié)合淺充淺放策略,可有效降低平均度電成本。獨(dú)立式共享儲(chǔ)能能否實(shí)現(xiàn)理想狀態(tài)循環(huán)壽命,有待進(jìn)一步探索。
運(yùn)營(yíng)維度挑戰(zhàn)
多方協(xié)調(diào)的復(fù)雜性增強(qiáng)。共享儲(chǔ)能系統(tǒng)需靈活應(yīng)對(duì)多元化服務(wù)對(duì)象的電力需求及運(yùn)行條件差異。此過(guò)程中,一旦出現(xiàn)微網(wǎng)間利益沖突、交易主體地位不對(duì)等、信息不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題,如何在集中控制與調(diào)度中確保交易確保交易的公正性、安全性,并保障響應(yīng)的迅速性,成為共享儲(chǔ)能面向多服務(wù)對(duì)象的一大挑戰(zhàn)。
交易策略制定難度加大。在涉及多用戶交易博弈的復(fù)雜市場(chǎng)環(huán)境中,運(yùn)營(yíng)商需基于能源價(jià)格波動(dòng)、交易量變化等動(dòng)態(tài)因素,深入研究并模擬區(qū)域內(nèi)所有儲(chǔ)能設(shè)施充放電策略,以期發(fā)掘最佳交易模式。在既定約束框架下,自身實(shí)現(xiàn)運(yùn)行成本的最小化與收益最大化的雙重目標(biāo),其難度不言而喻。
市場(chǎng)維度挑戰(zhàn)
容量租賃市場(chǎng)不確定性。2023年各地政府發(fā)布的容量租賃指導(dǎo)價(jià)區(qū)間為150—337元/kWh·年,然而,實(shí)際通過(guò)招投標(biāo)市場(chǎng)形成的的平均租賃價(jià)僅為126元/kWh·年。容量租賃收入作為獨(dú)立式共享儲(chǔ)能電站最主要的收入來(lái)源,其實(shí)際實(shí)現(xiàn)水平與預(yù)期目標(biāo)還是存在顯著差距。
輔助服務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇。共享儲(chǔ)能提供的輔助服務(wù)面臨替代性競(jìng)爭(zhēng)壓力。比如先進(jìn)火電機(jī)組可以在低功率運(yùn)行情況下,為電網(wǎng)提供深度調(diào)峰服務(wù);比如隨著電動(dòng)汽車(chē)負(fù)荷聚合商的發(fā)展,利用車(chē)輛到電網(wǎng)(V2G)技術(shù),使得閑置電動(dòng)汽車(chē)能夠作為分布式儲(chǔ)能單元,參與到電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻中。
發(fā)展獨(dú)立式共享儲(chǔ)能的展望
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布了《2024年度中國(guó)共享儲(chǔ)能發(fā)展白皮書(shū)》提出“到2030年,新增共享儲(chǔ)能市場(chǎng)占比或?qū)⑦_(dá)到新增新型儲(chǔ)能規(guī)模的85%,累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將占累計(jì)新型儲(chǔ)能總規(guī)模的65%左右?!睘榱藢?shí)現(xiàn)獨(dú)立式共享儲(chǔ)能的健康蓬勃發(fā)展,需要不斷推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、運(yùn)營(yíng)模式革新、電力市場(chǎng)機(jī)制完善。
一是研發(fā)層面,需不斷探索新型高性能電池材料,優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),強(qiáng)化電池高溫穩(wěn)定性改造,并應(yīng)用前沿電池管理系統(tǒng),以全面提升電池能量密度與循環(huán)壽命,進(jìn)而降低儲(chǔ)能全生命周期成本,增強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的綜合性能。
二是運(yùn)營(yíng)層面,應(yīng)充分利用區(qū)塊鏈技術(shù),支撐大規(guī)模用戶間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易,通過(guò)智能合約自動(dòng)執(zhí)行交易清分與結(jié)算,確保交易的公正透明;同時(shí),基于混合博弈交易策略,最大化共享儲(chǔ)能與綜合能源微網(wǎng)的協(xié)同效益,確保合作收益在各成員間得到合理分配。
三是政策層面,需進(jìn)一步完善輔助服務(wù)市場(chǎng)化交易機(jī)制,從而激發(fā)其不斷探索新的商業(yè)模式,尋求新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。