近年來，電化學儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等新型儲能技術快速發(fā)展，電網(wǎng)儲能成本逐步降低，規(guī)模化儲能在電力系統(tǒng)中的應用正迎來重要的發(fā)展機遇期。如何推動電網(wǎng)側儲能朝著更高質量、更有效率、更可持續(xù)的方向發(fā)展，是電網(wǎng)側儲能應用中亟待解決的關鍵問題。
為此，國家能源局立項，組織中國南方電網(wǎng)有限責任公司、南方電網(wǎng)調峰調頻發(fā)電有限公司、清華大學及中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟開展《電網(wǎng)側儲能關鍵技術及應用研究》，聚焦電網(wǎng)側儲能的作用與價值分析、商業(yè)模式設計、未來容量規(guī)劃和相關政策建議。該課題于2019年4月底完成驗收。本文結合該項目的部分內(nèi)容，圍繞儲能參與電力市場的相關話題展開討論。
1、電網(wǎng)側儲能的作用與價值
厘清電網(wǎng)側儲能的本質，能從根源上解決由于界定模糊產(chǎn)生的爭議和分歧，對電網(wǎng)側儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向形成共識。
現(xiàn)行主流觀點多從物理資產(chǎn)所有權的角度界定電網(wǎng)側儲能，即根據(jù)儲能接入電力系統(tǒng)位置的不同，將儲能劃分為電源側、用戶側和電網(wǎng)側儲能。本課題研究認為，應從儲能發(fā)揮的功能角度出發(fā)，打破物理資產(chǎn)屬性的限制，只要接受電力調度機構統(tǒng)一調度，發(fā)揮全局性、系統(tǒng)性作用的儲能都應納入電網(wǎng)側儲能的范疇，這樣有利于形成開放競爭的電網(wǎng)側儲能市場。
正確認識電網(wǎng)側儲能的作用與價值，是發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)的驅動力。儲能應用于電力系統(tǒng)的價值主要體現(xiàn)在：通過儲能與電網(wǎng)的深度融合，可極大改進偏重于電力平衡的傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃和調度方式，全面提升清潔能源消納能力、大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平和電網(wǎng)投資運行效率。儲能響應速度快、調節(jié)靈活的特點，使其在調峰、調頻、緩解阻塞、替代和延緩輸配電投資、電壓支撐與無功控制、故障緊急備用等方面可發(fā)揮“四兩撥千斤”的作用。區(qū)別于獨立運行的電源側、用戶側儲能，由于電網(wǎng)側儲能接受電力調度機構統(tǒng)一調控、參與系統(tǒng)全局優(yōu)化，必將形成儲能的系統(tǒng)性、全局性優(yōu)勢，必將產(chǎn)生以儲能全局優(yōu)化調度替代局部運行的價值，提升儲能的效用和投資效益。因此，促進電網(wǎng)側儲能的發(fā)展，代表了電力儲能產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展的方向。
2、儲能的市場化機遇
儲能參與電力市場的價值可分為三個方面：容量價值、能量價值和輔助服務價值。儲能可參與不同市場、提供不同的能源服務，并通過相應的價格機制獲得收益。不同的價格機制與服務相互關聯(lián)，需要統(tǒng)籌協(xié)調儲能資源的分配。隨著電力市場建設日益完善，儲能的市場運營策略也將變得更為復雜。儲能如何參與市場、如何制定儲能的市場運營策略，是實現(xiàn)儲能商業(yè)化應用的關鍵問題。
(1)國外現(xiàn)狀
?美國儲能參與電力市場的政策演進
在美國，儲能技術能在電力系統(tǒng)中規(guī)?；瘧?，除了儲能技術自身的發(fā)展，主要得益于美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(Federal Energy Regulation Commission, FERC)在立法層面的制度保障。
當前，電力批發(fā)市場規(guī)則的修訂和州政府儲能政策法案的制定，是美國推動儲能應用的兩個主要抓手。
在電力批發(fā)市場規(guī)則方面，除了FERC 841(2018年2月推出)等法案外，目前主要思路包括將儲能列為一類獨立的電力資產(chǎn)，定義儲能參與電力市場的模式，降低儲能參與電力市場的門檻(為將來分布式儲能參與市場做好鋪墊)，允許儲能設備并網(wǎng)，規(guī)定儲能時長要求等。
在州政府政策方面，主要包括制定采購目標，建立經(jīng)濟激勵，將儲能納入綜合資源規(guī)劃等。
美國以市場規(guī)則和政策法案的形式，解決了儲能參與電力市場的合法性及回報機制問題，對整個儲能行業(yè)的健康發(fā)展起到了關鍵性作用。
引導儲能投資的典型模式
全球范圍來看，引導儲能投資的典型模式分為市場驅動和政策驅動。英國電力市場中的容量市場、輔助服務市場機制及先進頻率響應招標，是儲能在市場驅動下發(fā)展的案例。而加州則是通過政府立法，由電力公司主導進行儲能開發(fā)，是儲能在政策驅動下發(fā)展的典型。
(2)國內(nèi)現(xiàn)狀
國內(nèi)電網(wǎng)側儲能項目大多引入第三方主體作為項目投資方，負責項目建設和運營。電網(wǎng)公司采用租賃形式獲得項目使用權，可利用儲能資源替代傳統(tǒng)輸配電資產(chǎn)投資、提高電力系統(tǒng)運行可靠性和可再生能源消納能力。
江蘇鎮(zhèn)江東部電網(wǎng)側儲能示范項目：江蘇儲能項目主要由江蘇省網(wǎng)公司確定第三方公司作為項目總包方，負責項目投資建設，并與之簽訂一定時期固定收益率的經(jīng)營性租賃合同，電網(wǎng)公司獲得儲能系統(tǒng)的使用權。投資方對儲能設備等進行招標采購，確定供應商并按照一定的支付比例分期向儲能設備供應商支付。電網(wǎng)企業(yè)調用儲能系統(tǒng)為電網(wǎng)提供服務，投資方獲得租金收益。
甘肅、青海儲能電站參與可再生能源消納：甘肅省大規(guī)模儲能電站由社會資本投資，項目收益主要來自參與輔助服務市場并提高可再生能源發(fā)電量獲得的價值補償。青海省利用儲能電站與集中式光伏電站開展調峰輔助服務市場化交易，一定程度上緩解了地區(qū)可再生能源棄電，同時降低了儲能的運行成本，通過輔助服務政策給予電站相應補償。
3、儲能參與市場效益分析
市場環(huán)境下電網(wǎng)側儲能和傳統(tǒng)電源一樣，能夠參與能量市場、輔助服務市場和備用容量市場，通過市場選擇發(fā)現(xiàn)儲能的價值。美國加州太平洋煤氣電力公司(Pacific Gas & Electric Company, PG&E)公布的儲能項目實際運行收益狀況報告EPIC(Electric Program Investment charge)表明，現(xiàn)階段儲能在調頻領域已有一定的經(jīng)濟性，但由于電價差不足以抵消儲能系統(tǒng)循環(huán)效率、電池老化等造成的損失，在能量市場的收益并不樂觀;參與旋轉備用容量市場，其收益包括備用容量的收益和被調用后的能量收益，機會成本較高，收益較低，還不足以支撐項目盈利。
在國內(nèi)，甘肅、青海等地允許儲能電站參與可再生能源消納，項目收益主要來自于參與輔助服務市場并提高可再生能源發(fā)電量獲得的價值補償，具有較好的經(jīng)濟效益。
4、儲能參與電力市場的挑戰(zhàn)
儲能參與電力市場面臨著政策、技術與經(jīng)濟特性方面的挑戰(zhàn)。
在政策方面，電網(wǎng)側儲能的身份定位和回報機制尚不明確，給電網(wǎng)側儲能發(fā)展帶來較大不確定性。我國正在推進電力市場改革，對儲能參與市場的方式定位尚不明確，存在一定的政策不確定性。
在技術與經(jīng)濟特性方面，儲能成本下降和技術提升的速度存在不確定性，是儲能市場化運營的關鍵問題。當前，電池儲能只參與能量市場投標的套利收益比較微薄，難以回收投資成本。調峰、調頻等輔助服務對于保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，促進可再生能源消納不可或缺，需要研究儲能同時提供能量與輔助服務的運營模式。美國建立基于性能的調頻補償機制后，電池的快速響應能力使其調頻收入顯著提高;但調頻時的頻繁充放電使電池面臨加速老化風險，從而減少其全壽命周期收入，削弱其經(jīng)濟性。
5、結語
通過制度創(chuàng)新，配套產(chǎn)業(yè)政策支撐，在開放包容的市場環(huán)境和健全的監(jiān)管體制下，儲能技術的規(guī)?；瘧帽貙⒂辛χ坞娋W(wǎng)智能柔性，促進經(jīng)濟高效發(fā)展!
