發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的難點(diǎn)和支點(diǎn)
電化學(xué)儲(chǔ)能作為新能源的“穩(wěn)定器”，能夠平抑出力波動(dòng)，不僅可以提高新能源在當(dāng)?shù)氐睦盟剑部梢灾π履茉纯鐓^(qū)消納。盡管電化學(xué)儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)已經(jīng)有了很多示范項(xiàng)目，但在應(yīng)用方面仍然有許多困難需要克服。向新能源轉(zhuǎn)型不僅是世界各國的能源發(fā)展趨勢，更是我國的既定國策。習(xí)近平總書記在巴黎會(huì)議上莊嚴(yán) 承諾，到2030年中國
電化學(xué)儲(chǔ)能作為新能源的“穩(wěn)定器”，能夠平抑出力波動(dòng)，不僅可以提高新能源在當(dāng)?shù)氐睦盟�，也可以助力新能源跨區(qū)消納。盡管電化學(xué)儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)已經(jīng)有了很多示范項(xiàng)目，但在應(yīng)用方面仍然有許多困難需要克服。
向新能源轉(zhuǎn)型不僅是世界各國的能源發(fā)展趨勢，更是我國的既定國策。習(xí)近平總書記在巴黎會(huì)議上莊嚴(yán) 承諾，到2030年中國非化石能源在一 次能源消費(fèi)中的比重要達(dá)到20%。根 據(jù)國家發(fā)展改革委能源研究所發(fā)布的 《中國新能源發(fā)展路線圖2050》，到 2050年，太陽能發(fā)電量將達(dá)到21000 億千瓦時(shí)，也就是說，光伏發(fā)電量要 在2018年的基礎(chǔ)上提高近11倍。要 實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，儲(chǔ)能將是繞不開的話 題。
兩類儲(chǔ)能各不同
發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能并不是因?yàn)樾履茉窗l(fā) 展而出現(xiàn)的新事物，而是各種類型的 發(fā)電廠用來促進(jìn)電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn) 行的配套設(shè)施。從累計(jì)裝機(jī)容量來 看，目前抽水蓄能方式份額最大，但 電化學(xué)儲(chǔ)能因?yàn)槠漤憫?yīng)速度快、布點(diǎn) 靈活等優(yōu)點(diǎn)，代表著未來的發(fā)展方 向。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2019 年5月至2020年7月，全球新增發(fā)電側(cè) 電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目113個(gè)，中國新增發(fā)電 側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目59個(gè)。目前，電化 學(xué)儲(chǔ)能已經(jīng)成為發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域 的重要方式。
當(dāng)前我國發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能從用途上看主要有兩類。
第一類是火電配儲(chǔ)能。主要是保 障發(fā)電廠具有一定的調(diào)頻調(diào)峰能力， 提高火電機(jī)組的運(yùn)行效率和電網(wǎng)穩(wěn)定 性；同時(shí)，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型過程中深 度挖掘火電的改造空間，拓寬火電的 盈利方式�；痣娕潆娀瘜W(xué)儲(chǔ)能在我國 已有廣泛應(yīng)用，山西、廣東、河北都 有發(fā)電側(cè)火儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目。
第二類是新能源配儲(chǔ)能。相比火 電，風(fēng)電和光伏的間歇性和波動(dòng)性很 大，為保證電力系統(tǒng)的整體平衡，往 往造成部分地區(qū)“棄風(fēng)棄光”現(xiàn)象。 2019年，在新能源發(fā)電集中的西北地 區(qū)，棄風(fēng)率和棄光率仍然很高，例如 新疆的棄風(fēng)率和棄光率分別是14%和 7.4%。定器”，能夠平抑波動(dòng)，不僅可以提高能源在當(dāng)?shù)氐南{能力，也可以輔助新能源的異地消納。
當(dāng)下面臨五大難點(diǎn)
盡管電化學(xué)儲(chǔ)能在發(fā)電側(cè)已經(jīng)有 很多示范項(xiàng)目，但在應(yīng)用方面仍然有 許多困難需要克服。在政策和運(yùn)營層 面，主要面臨以下幾方面的挑戰(zhàn)：
一是傳統(tǒng)電力市場給儲(chǔ)能留下的 空間不大。發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的收益直接來 源于電力市場，因此電力市場的總體 運(yùn)行狀況對(duì)儲(chǔ)能的發(fā)展有著直接影 響。
根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，截至 2020年1月，我國電力裝機(jī)總量在20 億千瓦左右，2020年1～6月全國總用 電量為33547億千瓦時(shí)。這說明我國 存在電力生產(chǎn)過剩的情況。同時(shí)，我 國還不斷有用于調(diào)峰的火電（燃?xì)鈾C(jī) 組）、新能源機(jī)組上馬，裝機(jī)總量不 斷上升，導(dǎo)致儲(chǔ)能的作用難以體現(xiàn)。
相比歐美國家，我國的電力設(shè)施 很多都是近些年修建的，基礎(chǔ)設(shè)施更 為“堅(jiān)強(qiáng)”，具有相當(dāng)?shù)娜菁{能力。 這就使得電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能所提供的輔助服 務(wù)沒有強(qiáng)烈需求。在美國，由于新建 電廠的審批控制以及電網(wǎng)的老化，電 力公司急需儲(chǔ)能來平抑波動(dòng)和滿足擴(kuò) 容需求，在此基礎(chǔ)上形成了對(duì)儲(chǔ)能的 大量需求。
二是儲(chǔ)能作為輔助服務(wù)市場主體 的資格不明確。 儲(chǔ)能的價(jià)值主要體現(xiàn)在它提供的 輔助服務(wù)上，因此輔助服務(wù)市場的規(guī) 制對(duì)儲(chǔ)能的收益起著決定性作用。在 發(fā)電側(cè)，電化學(xué)儲(chǔ)能是作為發(fā)電廠機(jī) 組的輔助設(shè)備運(yùn)行的。作為機(jī)組的附 屬設(shè)備，電化學(xué)儲(chǔ)能沒有輔助服務(wù)市 場獨(dú)立的經(jīng)營資格，由此導(dǎo)致電化學(xué) 儲(chǔ)能的收益具有很高的不確定性。由 于很多發(fā)電側(cè)的發(fā)電和儲(chǔ)能是分開管 理的，當(dāng)政策變化時(shí)，由于沒有主體 地位，儲(chǔ)能運(yùn)營商并沒有多少談判的 能力，收益可能會(huì)進(jìn)一步降低。
因此，發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的主體地位是 個(gè)亟待解決的問題。目前，某些地區(qū) 已經(jīng)開始了這方面的嘗試。例如，福 建晉江的獨(dú)立儲(chǔ)能電站就拿到了“發(fā) 電業(yè)務(wù)許可證”，以此為切入點(diǎn)讓獨(dú) 立的發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能進(jìn)入電力市場。即使 如此，儲(chǔ)能在市場中的身份和交易機(jī) 制也不夠健全。
根據(jù)2020年6月國家能源局福建 監(jiān)管辦公室發(fā)布的《福建省電力調(diào)峰 輔助服務(wù)交易規(guī)則(試行)(2020年修訂 版)》規(guī)定，獨(dú)立儲(chǔ)能電站的充電可 以“采取目錄峰谷電價(jià)或者直接參與 調(diào)峰交易購買低谷電量”，放電時(shí)則 “作為分布式電源就近向電網(wǎng)出售， 價(jià)格按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行”。這就導(dǎo)致在 調(diào)峰方面，儲(chǔ)能的調(diào)峰收益更多是由 計(jì)劃和磋商決定的，充放電價(jià)的不明 確給儲(chǔ)能的收益帶來很大的不確定 性。即使在青海、湖北這樣將電儲(chǔ)能 交易納入調(diào)峰市場的省份，也只規(guī)定 了儲(chǔ)能電站充電時(shí)的交易機(jī)制，關(guān)于 放電依然是“按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行”。
除了以上困難之外，由于儲(chǔ)能在 調(diào)頻方面具有極好的性能，因此，儲(chǔ) 能的主體資格還面臨著來自輔助服務(wù) 市場內(nèi)部成員的阻力。
三是輔助服務(wù)市場機(jī)制不完善。 由于儲(chǔ)能本身并不創(chuàng)造電能，因此儲(chǔ) 能的收益只能來自提供輔助服務(wù)的收 費(fèi)，而我國的輔助服務(wù)市場機(jī)制尚無 法滿足儲(chǔ)能商業(yè)化運(yùn)行的要求。 我國目前的輔助服務(wù)機(jī)制要求發(fā) 電側(cè)“既出錢又出力”，也就是要求 并網(wǎng)發(fā)電企業(yè)必須提供輔助服務(wù)，同 時(shí)輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用要在發(fā)電企業(yè)中 分?jǐn)�。通過從這些企業(yè)中收取一部分 資金，加上一部分補(bǔ)貼，形成一個(gè)資 金池。調(diào)度中心根據(jù)各輔助服務(wù)主體 的績效打分，來決定發(fā)電企業(yè)能從這 個(gè)資金池中收回多少份額。
以2019上半年為例，我國電力輔 助服務(wù)總費(fèi)用共130.31億元，占上網(wǎng) 電費(fèi)總額1.47%。其中發(fā)電機(jī)組分?jǐn)?費(fèi)用合計(jì)114.29億元，占87.71%。如 此制度設(shè)計(jì)就決定了輔助服務(wù)市場基 本是一個(gè)“零和博弈”，輔助服務(wù)的 價(jià)值并沒有得到很好的體現(xiàn)。
因此從發(fā)電廠的角度來看，如果 大家都通過配套儲(chǔ)能來提供輔助服 務(wù)，那么會(huì)出現(xiàn)發(fā)電廠收益并無變化 而成本卻提高很多的問題，進(jìn)而使發(fā) 電廠缺乏安裝儲(chǔ)能設(shè)施的動(dòng)力，這也 是造成儲(chǔ)能項(xiàng)目多是示范工程的原 因。即使宏觀政策支持發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的 發(fā)展，這樣的輔助服務(wù)機(jī)制也很難給 發(fā)電側(cè)提供正向激勵(lì)。在輔助服務(wù)市 場沒有建立起來的情況下，儲(chǔ)能的收 入來源十分單一，很難達(dá)到商業(yè)運(yùn)行 的要求。
四是儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)缺位。我國電化學(xué) 儲(chǔ)能行業(yè)近幾年才初具規(guī)模，儲(chǔ)能電 池還沒有國家層面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在沒 有確定標(biāo)準(zhǔn)的情況下，儲(chǔ)能電池的回 收和梯級(jí)利用也難以有效實(shí)施。例 如，部分地區(qū)在探索退役動(dòng)力電池應(yīng) 用于儲(chǔ)能領(lǐng)域，但儲(chǔ)能電池的要求和 動(dòng)力電池有很大不同，錯(cuò)誤的梯級(jí)利用不僅帶來效率方面的問題，更嚴(yán)重
的是存在安全隱患。而且，相關(guān)法規(guī)的缺失，可能會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能電池出現(xiàn)像鉛蓄電池一樣的回收亂象。
五是運(yùn)營問題。儲(chǔ)能的運(yùn)營問題主要在于儲(chǔ)能的容量和成本。現(xiàn)有的發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目容量一般在10～200兆瓦時(shí)之間，多數(shù)不超過100兆瓦時(shí)，考慮到未來新能源裝機(jī)容量越來越大，這樣的儲(chǔ)能規(guī)模顯然難以充分助力新能源消納。現(xiàn)有的電化學(xué)儲(chǔ)能
可以通過技術(shù)手段輕松增加容量，當(dāng)然，隨之而來的安全問題也需要高度關(guān)注。
電化學(xué)儲(chǔ)能的成本問題更是儲(chǔ)能難以大規(guī)模投入的重要原因之一。以光伏發(fā)電為例，在西北等光伏資源豐富地區(qū)，雖然已經(jīng)可以做到平價(jià)上網(wǎng)，然而配套儲(chǔ)能設(shè)施如果沒有相應(yīng)的激勵(lì)或者補(bǔ)貼政策，發(fā)電成本就會(huì)大大提高。再考慮到設(shè)備的衰減和老化問題，成本的回收會(huì)更加困難。因此，在目前沒有明確且足夠的政策補(bǔ)貼時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能難以大規(guī)模地投入使用。
未來需要四大支點(diǎn)
盡管電化學(xué)儲(chǔ)能有以上的種種限制，它的前景卻是明朗的。隨著我國能源轉(zhuǎn)型以及電力市場改革的不斷深化，電化學(xué)儲(chǔ)能未來的定位會(huì)越來越清晰，應(yīng)用的價(jià)值也會(huì)越來越得到體現(xiàn)。
第一，提高消納能力。
未來新能源發(fā)電會(huì)占有越來越大 的比例。與此共生的消納市場給電化 學(xué)儲(chǔ)能帶來了廣闊的發(fā)展空間。一方 面，新能源配儲(chǔ)能可以幫助解決新能 源在當(dāng)?shù)氐南{問題，儲(chǔ)能能幫助風(fēng) 電和光電擺脫“垃圾電”的影響。更 重要的是，由于我國的風(fēng)、光資源主 要集中在西北部，而需求負(fù)荷主要集 中在沿海地區(qū)。如果未來要更多地依 靠新能源，那么電力的跨地區(qū)轉(zhuǎn)移就 是一個(gè)必須解決的問題。這也是特高 壓進(jìn)入我國“新基建”計(jì)劃的一個(gè)原 因。通過特高壓，大量的新能源電力 可以轉(zhuǎn)移到沿海區(qū)域而中途沒有過多 的損失。
第二，擴(kuò)大電力市場容量。
隨著電力市場改革的不斷深入， 在價(jià)格機(jī)制的引導(dǎo)下，未來新電廠的 建設(shè)會(huì)放緩。同時(shí)，用電需求仍然會(huì) 不斷上漲�？紤]到電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性，相 比于建設(shè)新的電廠，未來更多的關(guān)注 點(diǎn)會(huì)集中在電力系統(tǒng)的優(yōu)化方面。例 如通過合理的削峰填谷、需求響應(yīng)來 解決電力市場的擴(kuò)容問題。
在這方面，電化學(xué)儲(chǔ)能因其快速 的響應(yīng)能力，在未來的電力容量市場 中具有相當(dāng)大的潛力。如果通過EMS （能源管理系統(tǒng)）能讓儲(chǔ)能在容量市 場充分發(fā)揮其作用，那么擴(kuò)容問題便 得到部分解決。
第三，促進(jìn)市場價(jià)格機(jī)制形成。
本著“誰受益，誰承擔(dān)”的原則，目前的輔助服務(wù)成本分配方式不盡合理。國家發(fā)展改革委、國家能源局在不久前發(fā)布的《關(guān)于做好2020年能源安全保障工作的指導(dǎo)意見》中指出：“進(jìn)一步完善調(diào)峰補(bǔ)償機(jī)制，加快推進(jìn)電力調(diào)峰等輔助服務(wù)市場化，探索推動(dòng)用戶側(cè)承擔(dān)輔助服務(wù)費(fèi)用的相關(guān)機(jī)制，提高調(diào)峰積極性。推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用，鼓勵(lì)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用，鼓勵(lì)多元化的社會(huì)資源投資儲(chǔ)能建設(shè)�！比绱�，讓所有受益的市場主體，都來承擔(dān)輔助服務(wù)成本，輔助服務(wù)的價(jià)值才能在市場中得到較好的體現(xiàn)。發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能將有更大的積極性在應(yīng)用方面進(jìn)行嘗試和投入，電力用戶也會(huì)根據(jù)市場價(jià)格進(jìn)行需求的自我調(diào)整，從而提高電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。
第四，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小。
在不同的儲(chǔ)能方式之間，電化學(xué)儲(chǔ)能在環(huán)境保護(hù)方面也有其優(yōu)勢。以抽水蓄能為例，一般需要在山地環(huán)境下建設(shè)上下水庫、安裝大型發(fā)電機(jī)組，電站建設(shè)運(yùn)行可能會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響；而電化學(xué)儲(chǔ)能在選址上沒有抽水蓄能那么多的地理限制條件，且占地面積小很多。以晉江儲(chǔ)能電站為例，其總占地面積10887平方米，以圍墻內(nèi)面積計(jì)算，全站能量密度為42.5千瓦時(shí)/平方米。在電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用和回收技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，預(yù)計(jì)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響會(huì)遠(yuǎn)小于抽水蓄能
（尹海濤、瞿茜均供職于上海交通大學(xué)行業(yè) 研究院和中國城市治理研究院，李新鈺系上 海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院研究生）
作者：李新鈺 尹海濤 瞿茜 來源：能源評(píng)論 責(zé)任編輯：jianping
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