新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要支撐，也是催生國內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國際戰(zhàn)略新高地的重要領(lǐng)域。“十三五”以來，我國新型儲(chǔ)能行業(yè)整體處于由研發(fā)示范向商業(yè)化初期發(fā)展的過渡階段，在技術(shù)裝備研發(fā)、示范項(xiàng)目建設(shè)、商業(yè)模式探索、政策體系構(gòu)建等方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，對(duì)能源轉(zhuǎn)型的支撐作用初步顯現(xiàn)。
新型儲(chǔ)能技術(shù)按照應(yīng)用場(chǎng)景可分為表前儲(chǔ)能和表后儲(chǔ)能。以常規(guī)含義理解，表前儲(chǔ)能是指與電網(wǎng)直接相連、有獨(dú)立的功率和電量計(jì)量表的儲(chǔ)能，反之，則為表后儲(chǔ)能，例如用戶側(cè)儲(chǔ)能和新能源場(chǎng)站內(nèi)儲(chǔ)能。從商業(yè)模式來看，表前儲(chǔ)能應(yīng)具有獨(dú)立市場(chǎng)主體身份，可獨(dú)立參與市場(chǎng)報(bào)量報(bào)價(jià)、直接接受調(diào)度、獨(dú)立結(jié)算，也可稱為獨(dú)立儲(chǔ)能。
隨著我國“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，疊加各地“強(qiáng)配”儲(chǔ)能的要求，表前儲(chǔ)能拉開了大規(guī)模開工建設(shè)的帷幕。這些儲(chǔ)能系統(tǒng)普遍規(guī)模大，屬于百兆瓦“共享型”或“獨(dú)立型”的新型儲(chǔ)能電站。因此，表前儲(chǔ)能也被稱為大型儲(chǔ)能，業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱為“大儲(chǔ)”。如何解決“大儲(chǔ)”的收入是各地規(guī)制機(jī)構(gòu)面臨的共性問題，包括按照裝機(jī)補(bǔ)貼、保證充放電小時(shí)數(shù)、規(guī)定充放電價(jià)差、設(shè)計(jì)特殊的中長(zhǎng)期交易模式等各類定制化政策層出不窮，特別是誰來支付“大儲(chǔ)”的收入更是令人頭疼的問題。實(shí)際上，以電力現(xiàn)貨市場(chǎng)為核心的電力市場(chǎng)體系才是解決大型表前儲(chǔ)能收入模式的終極解決方案，也是“大儲(chǔ)”實(shí)現(xiàn)商業(yè)化可持續(xù)發(fā)展必要的市場(chǎng)環(huán)境。
“大儲(chǔ)”在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的運(yùn)營模式
對(duì)于表前“大儲(chǔ)”而言，當(dāng)沒有現(xiàn)貨市場(chǎng)時(shí)，往往由當(dāng)?shù)仉娏χ鞴軝C(jī)構(gòu)給定充放電價(jià)格、次數(shù)、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)?。這些定制化政策存在較大隱患，一是政策不穩(wěn)定，任何管制電價(jià)都存在調(diào)整的風(fēng)險(xiǎn)，特別是將成本作為定價(jià)基礎(chǔ)的價(jià)格制定背景下，當(dāng)成本下降時(shí)，價(jià)格必然會(huì)受之影響;二是政策不到位，儲(chǔ)能補(bǔ)貼的付費(fèi)主體不明，當(dāng)強(qiáng)制要求某類主體承擔(dān)補(bǔ)貼費(fèi)用時(shí)，在沒有明確經(jīng)濟(jì)責(zé)任的情況下，必然會(huì)產(chǎn)生糾紛，另外，儲(chǔ)能是否被調(diào)用是由當(dāng)時(shí)電力系統(tǒng)的運(yùn)行需求決定的;三是存在惡性競(jìng)爭(zhēng)，固定補(bǔ)貼或以示范方式確定個(gè)別項(xiàng)目享受政策，很可能出現(xiàn)劣幣驅(qū)逐良幣的狀況。
電力現(xiàn)貨市場(chǎng)及其價(jià)格機(jī)制給予了“大儲(chǔ)”生存“土壤”。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)逐步走向成熟，最關(guān)鍵的要素是價(jià)格，即電力現(xiàn)貨市場(chǎng)能夠形成反映具有時(shí)間和地點(diǎn)屬性的供需價(jià)格信號(hào)。國內(nèi)電力現(xiàn)貨價(jià)格形成機(jī)制普遍采用節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)模式，即在輸電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)形成全日96時(shí)段的價(jià)格。與計(jì)劃體制下的以成本為基準(zhǔn)的定價(jià)方式不同，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的價(jià)格反映了電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)供需，即在每個(gè)市場(chǎng)出清時(shí)段，根據(jù)發(fā)電側(cè)電源的申報(bào)價(jià)格和電源運(yùn)行參數(shù)、負(fù)荷側(cè)的量?jī)r(jià)、輸電網(wǎng)安全約束等因素，由考慮安全約束的機(jī)組組合和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的標(biāo)準(zhǔn)算法來優(yōu)化發(fā)電方式，由此形成市場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)。
現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格由供需決定。在供應(yīng)方面，視不同省份的電源結(jié)構(gòu)，包括煤電、燃?xì)狻L(fēng)電、光伏、抽水蓄能、外來電等各類電源的發(fā)電和成本特性決定;在需求方面，不同時(shí)段、不同位置的電力負(fù)荷影響需求?，F(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格不僅每時(shí)段(15分鐘間隔)在變化，工作日、節(jié)假日、不同季節(jié)、不同年份的價(jià)格水平也在變化，如山東在供熱期的日內(nèi)現(xiàn)貨價(jià)差要比夏季價(jià)差高1倍以上。在新能源裝機(jī)快速發(fā)展、煤電裝機(jī)謹(jǐn)慎增長(zhǎng)、煤價(jià)氣價(jià)一次能源價(jià)格長(zhǎng)期看漲的宏觀背景下，當(dāng)前的“鴨子曲線”可能會(huì)演變成“鴕鳥曲線”，未來的現(xiàn)貨價(jià)格水平和特征都必然與現(xiàn)在有較大差異。
山東是首批電力現(xiàn)貨試點(diǎn)省份之一，在國內(nèi)開創(chuàng)了“大儲(chǔ)”作為獨(dú)立市場(chǎng)主體參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的先河。“大儲(chǔ)”在現(xiàn)貨市場(chǎng)中的主要商業(yè)模式是價(jià)差套利，即現(xiàn)貨價(jià)格低時(shí)充電，現(xiàn)貨價(jià)格高時(shí)放電，通過發(fā)電收入和充電成本之差的利潤實(shí)現(xiàn)凈效益。山東也是國內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)中價(jià)差較高的省份之一，2021年供熱期，日內(nèi)最高價(jià)差均值超過600元/兆瓦時(shí)，包括山西、蒙西等其他現(xiàn)貨試點(diǎn)省份也逐步引入“大儲(chǔ)”參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易。
目前“大儲(chǔ)”參與市場(chǎng)的典型流程如下：在日前(D-1日)，“大儲(chǔ)”預(yù)測(cè)運(yùn)行日(D日)所在節(jié)點(diǎn)的全日96時(shí)段節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)，根據(jù)其功率、電量和效率，優(yōu)化運(yùn)行日的時(shí)序充放電計(jì)劃，提交給市場(chǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)，當(dāng)通過安全校核后，“大儲(chǔ)”在運(yùn)行日(D日)就按照其日前提交的充放電計(jì)劃運(yùn)行。在D+3日，根據(jù)分時(shí)段的充放電功率和相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)進(jìn)行結(jié)算。
在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制的引導(dǎo)下，商業(yè)化“大儲(chǔ)”經(jīng)濟(jì)目標(biāo)與電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)優(yōu)化的目標(biāo)一致。一方面，儲(chǔ)能必然選擇現(xiàn)貨價(jià)格最低的時(shí)段進(jìn)行充電，最小化充電的購電成本，對(duì)市場(chǎng)而言，價(jià)格低的時(shí)段，必然是電力供應(yīng)相對(duì)充足而需求相對(duì)不足的時(shí)段，通常也伴隨著新能源大發(fā)甚至棄電的情況，例如山東在中午12點(diǎn)左右經(jīng)常性出現(xiàn)價(jià)格低點(diǎn)，甚至負(fù)價(jià)格，該時(shí)段是光伏發(fā)電較高時(shí)段，低價(jià)時(shí)段引導(dǎo)儲(chǔ)能充電，充電即為市場(chǎng)中的負(fù)荷需求，負(fù)荷的需求增多有利于新能源的消納。另一方面，儲(chǔ)能必然選擇現(xiàn)貨價(jià)格最高的時(shí)段進(jìn)行放電，最大化放電的發(fā)電收入，對(duì)市場(chǎng)來講，價(jià)格高的時(shí)段，必然是供需緊張的時(shí)段甚至缺電，例如山東在傍晚18點(diǎn)左右經(jīng)常性地出現(xiàn)日內(nèi)價(jià)格高點(diǎn)，這個(gè)時(shí)段正是光伏發(fā)電幾乎為0，負(fù)荷需求出現(xiàn)高點(diǎn)，由高價(jià)的煤電機(jī)組作為邊際確定市場(chǎng)價(jià)格。儲(chǔ)能在該時(shí)段放電，形成了一種低成本的發(fā)電資源，有利于保障電力供應(yīng)。
電力市場(chǎng)體系包含電能市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和容量成本回收機(jī)制。在現(xiàn)貨市場(chǎng)中的“大儲(chǔ)”，由于其獨(dú)立市場(chǎng)主體身份，不僅能夠在電能市場(chǎng)中套利，還能夠獲得輔助服務(wù)和容量收入。由于其快速、精準(zhǔn)的功率控制能力，儲(chǔ)能是優(yōu)質(zhì)的輔助服務(wù)資源，其調(diào)頻、備用能力都優(yōu)于常規(guī)發(fā)電機(jī)組。如果典型的2小時(shí)鋰電儲(chǔ)能在日內(nèi)一充一放參與4小時(shí)的電能量市場(chǎng)，則全天約有20小時(shí)處于閑置狀態(tài)，那么在分時(shí)段出清的調(diào)頻市場(chǎng)中，可以利用閑置時(shí)段中標(biāo)調(diào)頻服務(wù)獲得調(diào)頻收入。在價(jià)格高、負(fù)荷需求高的時(shí)段，儲(chǔ)能處于放電狀態(tài)，具備一定的頂峰功能，可以獲得容量補(bǔ)償，但考慮到放電電量的限制，可補(bǔ)償容量會(huì)受到影響。
表前“大儲(chǔ)”的發(fā)展建議
從上述分析可知，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)是“大儲(chǔ)”規(guī)?；l(fā)展的必備外部環(huán)境，主要體現(xiàn)在：
一是儲(chǔ)能的收益完全由其所處的市場(chǎng)決定而非管制電價(jià)政策。在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)之前，儲(chǔ)能的收入和成本掛鉤，管制型電價(jià)下收益率普遍較低。在現(xiàn)貨市場(chǎng)中，價(jià)格作為其核心要素由市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成，由機(jī)組組合、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的明確算法計(jì)算。當(dāng)充放電價(jià)格不再被管制型電價(jià)的成本“錨定”，即儲(chǔ)能的收入和成本“脫鉤”。如果儲(chǔ)能的造價(jià)持續(xù)降低，在現(xiàn)貨套利收入水平不變的情況下，對(duì)于適時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)的儲(chǔ)能投資商來講，儲(chǔ)能在現(xiàn)貨市場(chǎng)中有機(jī)會(huì)獲得較高的收益率，甚至短期暴利的可能。但市場(chǎng)規(guī)制機(jī)構(gòu)也不必為個(gè)別投資商的暴利擔(dān)憂，因?yàn)樵陂_放的市場(chǎng)環(huán)境下，暴利不會(huì)持久，必然會(huì)有更多進(jìn)入者參與競(jìng)爭(zhēng)，最終形成所有參與主體在可接受的合理利潤率的狀態(tài)下的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。
二是儲(chǔ)能發(fā)揮能力的空間更大。“表后”型的儲(chǔ)能一定受制于發(fā)電側(cè)或者用戶側(cè)的運(yùn)營模式，無法充分發(fā)揮儲(chǔ)能的技術(shù)功能，經(jīng)濟(jì)價(jià)值無法實(shí)現(xiàn)最大化。儲(chǔ)能不再藏在“表后”而是走到“臺(tái)前”，在現(xiàn)貨市場(chǎng)中的“大儲(chǔ)”有獨(dú)立的主體身份，即獨(dú)立投標(biāo)、接受直接調(diào)度、獨(dú)立結(jié)算，可以在電能市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)中自主選擇綜合效益最高的交易模式，在具備優(yōu)化交易能力的情況下，能夠充分發(fā)揮儲(chǔ)能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。
三是儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨能夠?qū)崿F(xiàn)多贏。一是儲(chǔ)能贏，在高價(jià)差的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，通過獲得多種收益，實(shí)現(xiàn)高收益率;二是系統(tǒng)贏，價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)儲(chǔ)能的充放電行為，直接有利于新能源消納和電力保供，儲(chǔ)能參與調(diào)頻和備用能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行安全性;三是政府贏，政府不用再設(shè)置管制型電價(jià)或示范項(xiàng)目政策，而是以“無形之手”發(fā)力于電力市場(chǎng)的建設(shè)。
四是自發(fā)形成規(guī)模化的商業(yè)化“大儲(chǔ)”。在現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格的驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能投資主體會(huì)自發(fā)評(píng)估“大儲(chǔ)”的投資收益率，選擇有利于儲(chǔ)能收益的價(jià)差高的省級(jí)現(xiàn)貨市場(chǎng)，投資主體主動(dòng)進(jìn)行投資，如果價(jià)格信號(hào)體現(xiàn)出不需要儲(chǔ)能資源，投資行為自然會(huì)有減少。自主投資行為一方面有利于保證儲(chǔ)能投資商的收益，另一方面避免由于政府盲目強(qiáng)制配套要求，最終導(dǎo)致用戶的經(jīng)濟(jì)效益損失。
當(dāng)然對(duì)于“大儲(chǔ)”投資商來講，現(xiàn)貨有風(fēng)險(xiǎn)、入市需謹(jǐn)慎。無論是存量“大儲(chǔ)”還是未來新建“大儲(chǔ)”，現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格或價(jià)差是“大儲(chǔ)”盈利的關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)于存量“大儲(chǔ)”，需要在日前預(yù)測(cè)運(yùn)行日的現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格，能夠低買高賣的最關(guān)鍵基礎(chǔ)就是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)次日的市場(chǎng)價(jià)格。對(duì)于未來新建的“大儲(chǔ)”，投資商需要認(rèn)真預(yù)測(cè)未來十年的現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格。未來的現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格和當(dāng)前相比可能呈現(xiàn)很大差異，用歷史價(jià)格評(píng)估未來儲(chǔ)能收益存在較大的風(fēng)險(xiǎn)或者錯(cuò)失機(jī)會(huì)。在評(píng)估未來“大儲(chǔ)”經(jīng)濟(jì)性時(shí)，還需要考慮“大儲(chǔ)”間的競(jìng)爭(zhēng)影響。當(dāng)大量的“大儲(chǔ)”以最大收益為目標(biāo)在現(xiàn)貨低價(jià)時(shí)段充電和高價(jià)時(shí)段放電，對(duì)市場(chǎng)來講，等同于有大量的增量負(fù)荷在低價(jià)時(shí)段用電和大量的增量電源在高價(jià)時(shí)段發(fā)電，對(duì)價(jià)格的影響將是低價(jià)升高和高價(jià)降低，進(jìn)而市場(chǎng)價(jià)差也會(huì)降低，導(dǎo)致市場(chǎng)中所有“大儲(chǔ)”的電量套利的盈利性都將下降。
在市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制缺乏的情況下，儲(chǔ)能只能藏身于發(fā)用主體的內(nèi)部，當(dāng)做輔助技術(shù)手段，為單一主體服務(wù)。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的建設(shè)為真正實(shí)現(xiàn)商業(yè)化儲(chǔ)能的規(guī)?；l(fā)展提供了市場(chǎng)環(huán)境。對(duì)于市場(chǎng)建設(shè)者，應(yīng)加快推動(dòng)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的發(fā)展和普及，形成反映電力供需的真實(shí)價(jià)格信號(hào)，助力“雙碳”目標(biāo)發(fā)展。對(duì)于儲(chǔ)能投資商，應(yīng)認(rèn)真研究市場(chǎng)，量化分析市場(chǎng)價(jià)格，規(guī)避價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，提升儲(chǔ)能收入。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2023年12期，作者系天津華大億電科技有限公司首席技術(shù)官
評(píng)論