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美克生能源靠谱解读|新型储能系统的商业模式浅探

发布者:美克生能源发布时间:2022-03-11

随着双碳目标的持续推进,可再生能源的开发得到高度重视,在高比例不稳定的可再生能源消纳压力下,储能作为新型电力系统构建的重要基础,不断获得政策加持。2021年8月10日,国家发展改革委、国家能源局发布《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》,明确提出发电企业要自建调峰资源,即发电企业要按全资比例建设抽水蓄能、电化学储能、气电、光热电站或开展煤电灵活性改造。该政策的出台将储能的发展在国家层面上提到了重要位置,意味着储能将成为风电、光伏项目的标配。

 

 

据统计,2020年底,我国累计投运的储能项目规模35.6GW,其中新型储能的规模已达约3.8GW。助推新型储能乘风而起的,是不断出台的相关利好政策及指导文件。2021年7月,国家发改委和国家能源局印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出到2025年实现新型储能装机规模30GW以上的发展目标,并完成新型储能实现从商业化初期向规模化发展转变 ;到2030年,新型储能实现全面市场化发展。

 

01 我国新型储能现在走到了哪一步?

 

国家能源局数据显示,2015-2020年,我国电化学储能装机复合增长率超80%,在2020年,我国就已经成为全球最大电化学储能市场(市场占有率达33%),锂离子电池、铅炭电池和全钒液流电池等方面研发应用都已处国际先进水平。

 

2021年,我国新型储能累计装机更是超过了400万kW,参照2020年国内1500元/KWh的锂电储能系统成本价格,我国新型储能对应市场空间近千亿元。

 

02 是什么制约了新型储能?

 

新型储能向大规模应用推进的先决条件主要有三点,一是技术突破,主要在快速增长的电化学类储能领域,急需突破安全技术难点;二是标准设定,尤其是新型储能技术统一规范及并网调度规则的设定;三是商业模式,需要确立储能作为独立市场主体参与市场运营的机制,探索建立成熟的新型储能商业模式。

 

1)技术突破

储能的整体技术路线是多样的,目前应用已成熟的机械类储能存在选址受限、建设时间长、响应时间长的局限性。近年来电化学储能呈稳定增长的态势,其有效率高、循环寿命长、装机灵活性高的特点,但同时也面临着一定的安全隐患。2017年至今,我国公开报道了多起储能安全事故。2017年3月7号,山西某火力发电厂储能系统辅助机组AGC 调频项目发生火灾,2017年12月22日,山西某电厂9MW调频项目2号储能集装箱柜发生火灾。2018年8月3日,江苏扬中某用户侧磷酸铁锂储能电站发生火灾,一个储能集装箱整体烧毁。2021年4月16日,北京大红门储能电站发生火灾,1人遇难,2名消防员牺牲。储能还处于产业发展早期阶段,不能让储能安全成为储能发展的绊脚石。

 

 

2)标准设定

储能系统应用场景丰富,新型储能技术也在不断发展。“十三五”期间,已经完成立项的包括新型储能器件、100兆瓦时新型锂离子电池、压缩空气储能系统、全钒液流电池系统、兆瓦级飞轮及动力电池规模化梯次利用等9个项目重点研发计划,目前已有标准跟不上新型储能技术研发速度;同时新型储能并入电力系统时,不同应用环节的要求也不尽相同,对现有电网的接入调度、监控、试验检测等标准都提出了新要求,但此方面的标准仍有欠缺。

 

3)商业模式

“新能源+储能“的配套发展政策频出,但在用户侧落到具体的商业模式时,仍存在一定的问题。如用户侧储能的收益方式目前主要依赖峰谷价差,收益来源单一且应用地域有限,并且收益会随着用户的用电负荷改变而产生变化,导致收益具有不确定性,后续管理运维还会产生其他成本费用,商业模式不明极大的限制了储能规模化发展的进程.

 

03 新型储能具体商业化模式

 

技术难、标准少、成本高,新型储能如何破题?目前在国内其实已有多个省份尝试实践了储能的新型商业模式,并收获了很多宝贵的经验。从2021年开始,河南、山东、青海、内蒙古、河北等九省区陆续出台了鼓励储能新型商业模式发展的指导意见。目前共有84个新型储能商业项目已经通过备案或公示,项目总规模超12GW/24GWh。单个项目规模越来越大,目前已有7个项目规模达到1GWh。

 

这些灵活多样的新型储能商业模式,通过提供调频、备用、优化等服务,进一步发挥了储能的潜在应用价值。目前,新型储能商业模式主要有以下四种:


1)共享储能

共享储能是指新能源发电企业自建或与省电力公司共建储能电站,将独立分散的电源侧、电网侧、用户侧储能资源进行整合,交由电网进行统一调度,当新能源电站受到限电影响时,由调度机构将弃风、弃光产生的电量存储在共享储能系统中,当负荷侧出现用电高峰或有接纳空间时再释放出电能,以此推动源、网、荷各端储能能力全面释放,提高储能资源利用率。

 

共享储能电站提供长期容量权益和储能服务租赁,建设及使用共享储能的电力企业可以将电价发布在电力交易市场,通过市场交易电价配合输配电价来获得收益。

 

 

青海格尔木32MW/64MWh共享储能电站示范项目

 

2)租赁储能

租赁储能即发电企业在第三方市场购买储能系统等相关设备建设储能项目,并将储能项目租赁给有需要的客户。租赁储能可以灵活应用于大规模公共事业电网、独立发电企业、工商业用户、离网型能源用户四大关键市场,起到缓解暂时电力缺口、平滑应对电力负荷的作用。

 

不仅如此,租赁储能还通过向客户收取包含设备使用费、运维费用、软件费用、安装成本、税费等费用来获得收益,客户则可以通过提高可再生能源自发自用效率,从电网服务中获得收益。

 

3)虚拟电厂

虚拟电厂,顾名思义就是一个虚拟化的电厂,将相对分散的源、网、荷、储等元素进行集成调控,构造一个大型“充电宝”。它对外既可以作为“正电厂”向系统供电,也可以作为“负电厂”消纳系统的电力,起到灵活的削峰填谷等作用。因此在破解清洁能源消纳难题、绿色能源转型方面可以发挥重要作用。

 

虚拟电厂可以对分布式能源进行聚合。这里的分布式能源既包括新型可再生能源发电系统,如屋顶光伏、小型风力电站,也包括工业和家庭的各种负荷装置,如暖通空调系统、电力加热泵、电池制氢等。同时为了减少可再生能源不稳定性带来的影响,虚拟电厂还会接入传统化石能源发电装置,如小型的分布式燃气发电、小型水利发电、柴油发电机等。随着电动车、家用储能的发展,电动汽车、家庭储能也会成为虚拟电厂接入的能源的一部分。


4)社区储能

社区储能是指电力公司集合如热水器、电动汽车和电池等电表后端和用户端资源,安装储能部件后与电网运营商的信息交互并接受其控制,为电网提供储能服务。社区储能可以帮助降低电网维护和升级的成本以及减轻用户本身的电费支出,目前社区储能在国外应用比较广泛。

 

如在美国,热水器等家用电器也能作为储能。据2009年统计数据显示,全美大约有4700万家庭使用电热水器。假设热水器的平均容量是40加仑,经过加热温度升高到60华氏度,那么全美热水器的能量存储量就相当于270GWh。换言之,全美家用热水器的储能能力相当于当前全美电池储能市场的150倍以上(2016年初全美电池储能容量约为1.5GWh)。

 

与常规储能项目相比,新型储能商业模式有易于调度、质量可控、收益多元等多重优势,参与辅助服务市场,最终有望实现多方共赢的局面。

 

 

 

鲁能海西州多能互补示范工程现场

 

在储能实现全面市场化发展的进程上,新型储能商业模式既是技术发展的产物,也是市场实践出来的“结晶”。各个省份的试点成功提高了新型储能商业模式的可复制推广性,为新型储能的产业化路径进一步探明了方向。

 

 

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