電網(wǎng)“充電寶”何以持續(xù)掘金

“為什么在我國抽水蓄能能夠享受容量電價(jià)而新型儲(chǔ)能不能？”在第九屆儲(chǔ)能西部論壇暨新疆儲(chǔ)能科技創(chuàng)新體系化建設(shè)研討會(huì)上，中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)副主任委員、清華大學(xué)教授夏清在其報(bào)告中呼吁。

新型儲(chǔ)能技術(shù)?，由于其在電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，被業(yè)內(nèi)形象地比喻為電網(wǎng)的“充電寶”。

夏清認(rèn)為，新型儲(chǔ)能行業(yè)當(dāng)前面臨的最大問題是如何評(píng)估儲(chǔ)能的價(jià)值，我們需要科學(xué)評(píng)估機(jī)制。

無獨(dú)有偶，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者注意到，如何挖掘新型儲(chǔ)能的價(jià)值，為新型儲(chǔ)能提高盈利能力是本次大會(huì)期間多位與會(huì)專家熱議的焦點(diǎn)。

西北地區(qū)新型儲(chǔ)能發(fā)展空間巨大

一方面，以新疆為代表的西北儲(chǔ)能市場(chǎng)正成為新型儲(chǔ)能發(fā)展的高地。

中國能源研究會(huì)理事長史玉波表示，西部地區(qū)是國家能源戰(zhàn)略基地，為新型儲(chǔ)能規(guī)?；l(fā)展提供了豐富的應(yīng)用場(chǎng)景。深入探討以新疆為代表的西部地區(qū)新能源與儲(chǔ)能融合發(fā)展新思路，對(duì)于服務(wù)我國西部新能源高質(zhì)量發(fā)展，支撐中國式能源現(xiàn)代化建設(shè)具有重要意義。

中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)發(fā)布的《新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)暨CNESA DataLink 2024年上半年儲(chǔ)能數(shù)據(jù)》顯示，西北地區(qū)中標(biāo)規(guī)模引領(lǐng)全國，以獨(dú)立儲(chǔ)能和新能源配儲(chǔ)應(yīng)用為主；而新疆的中標(biāo)規(guī)模和累計(jì)裝機(jī)規(guī)模均位列全國榜首。

國網(wǎng)新疆電力有限公司總工程師、黨委委員李渝介紹，截至2024年8月，新疆電網(wǎng)的新能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)8192萬千瓦，占總裝機(jī)比例達(dá)49.7%，是新疆第一大電源，預(yù)計(jì)2024年年底新能源裝機(jī)規(guī)模將超過1億千瓦。

截至2024年6月底，新疆新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)5.50GW/17.80GWh，功率和能量規(guī)模均位列全國第一。

另一方面，新疆的新型儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)了較好的轉(zhuǎn)換率和利用率，高于全國平均水平，為新型儲(chǔ)能成本回收難題做出了良好示范。

今年1至8月，新疆新型儲(chǔ)能充電量27億千瓦時(shí)，放電量23.2億千瓦時(shí)，轉(zhuǎn)換效率85.9%；新疆新型儲(chǔ)能利用小時(shí)數(shù)達(dá)1158小時(shí)，是2023年同期的4.81倍。得益于儲(chǔ)能電站，新疆電網(wǎng)新能源利用率提升3.1個(gè)百分點(diǎn)。

此外，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長、中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專委會(huì)主任委員、中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長陳海生強(qiáng)調(diào)，隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)，新疆新型儲(chǔ)能發(fā)展空間巨大，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能以及4h及以上長時(shí)儲(chǔ)能需求將逐漸加大。

重估新型儲(chǔ)能價(jià)值

事實(shí)上，如何拆解新型儲(chǔ)能“建而不用”的真實(shí)困境需要從其價(jià)值角度考量。

以近期美國電網(wǎng)運(yùn)營商PJM發(fā)布的報(bào)告公布了其最新的容量市場(chǎng)拍賣結(jié)果為例，2025/2026交付年下RTO區(qū)域的基本拍賣的價(jià)格升高至每兆瓦日269.92美元，較去年同期拍賣價(jià)格28.92美元大幅升高，同比增長8.3倍，創(chuàng)新高的容量價(jià)格在國內(nèi)外引起熱議。

美國PJM的ELCC模型科學(xué)評(píng)估了新型儲(chǔ)能容量價(jià)值，儲(chǔ)能在高比例新能源為主的電力系統(tǒng)將發(fā)揮快速爬坡、頂峰保供的作用，夏清認(rèn)為，這正是新型儲(chǔ)能的容量價(jià)值所在。

夏清分析，新能源發(fā)電比例的提升，只是提供電量，而沒有提供負(fù)荷高峰時(shí)刻所需要的電力，這對(duì)于電力系統(tǒng)的平衡而言是不可行的。新能源提供的電量如果沒有儲(chǔ)能配合，就無法形成電力電量協(xié)同平衡的效應(yīng)。所以儲(chǔ)能發(fā)揮了負(fù)荷高峰時(shí)刻的容量價(jià)值，所以需要有容量電價(jià)來體現(xiàn)其價(jià)值。

“儲(chǔ)能在高比例新能源為主的電力系統(tǒng)將發(fā)揮快速爬坡、頂峰保供的作用，這正是新型儲(chǔ)能的容量價(jià)值所在?！毕那褰忉尅?/p>

加強(qiáng)電力供應(yīng)保障性支撐體系是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要工作之一。由于新能源發(fā)電存在波動(dòng)性，在負(fù)荷超預(yù)期增長或新能源間歇性發(fā)電低下的情況下，有效發(fā)電容量將變得稀缺。在此情況下，新型儲(chǔ)能能夠快速跟蹤新能源發(fā)電變化，通過承擔(dān)系統(tǒng)的備用，及時(shí)釋放類似于電量型機(jī)組的發(fā)電能力，從而滿足尖峰負(fù)荷，有效支撐“缺容量不缺電量”的電力保供，一種經(jīng)濟(jì)的方式。

因此，夏清認(rèn)為，要積極推進(jìn)容量市場(chǎng)建設(shè)。具體來說，第一是將容量作為稀缺資源，通過競爭，形成合理的價(jià)格。第二是根據(jù)容量市場(chǎng)價(jià)格激勵(lì)新能源配儲(chǔ)，提升新能源的容量效用。第三是容量市場(chǎng)價(jià)格將激勵(lì)用戶在相同的電量需求下，盡可能降低容量需求，激勵(lì)用戶側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展。

海外案例的“他山之石”

與此同時(shí)，得州與加州電力市場(chǎng)也成為我國電力市場(chǎng)發(fā)展值得借鑒的案例。

今年9月，美國得克薩斯州電力市場(chǎng)(ERCOT)的電力需求、凈負(fù)荷與儲(chǔ)能放電均破歷史新高。但由于全天光伏出力強(qiáng)勁以及應(yīng)急備用服務(wù)(ECRS)的上線，即使在高峰期，電價(jià)仍處于可控范圍內(nèi)。提供應(yīng)急備用服務(wù)(ECRS)的大量儲(chǔ)能放電比前一天創(chuàng)下的紀(jì)錄高出20%。這其中，應(yīng)急備用服務(wù)(ECRS)這一新的輔助服務(wù)品種為“電網(wǎng)保供”提供支撐。

在加州，自2024年3月到7月已實(shí)現(xiàn)連續(xù)100天至少部分時(shí)間由100%可再生能源(風(fēng)電、光伏、水電)供電。

而在此前，加州在2022年5月才首度完成100%(99.8%)可再生能源供電記錄，但僅維持2分鐘，經(jīng)過兩年努力，現(xiàn)在每天最少能有5分鐘，最長達(dá)數(shù)小時(shí)。

2018年9月，加州提出了2030年可再生能源發(fā)電占比超過60%、2045年實(shí)現(xiàn)100%可再生能源發(fā)電的目標(biāo)。隨著新能源滲透率的提升，電網(wǎng)可靠性成為重要問題。因此，加州投運(yùn)了超過10GW電池儲(chǔ)能，可滿足20%峰值電力需求。

夏清還強(qiáng)調(diào)，在新型電力系統(tǒng)的應(yīng)用中，儲(chǔ)能有一個(gè)新的應(yīng)用增長點(diǎn)，即更經(jīng)濟(jì)地保障供電可靠性，能夠有效降低電網(wǎng)可靠性建設(shè)投資成本。

隨著新能源發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求日益提高，這給電網(wǎng)資產(chǎn)升級(jí)帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定，其建設(shè)必須冗余應(yīng)對(duì)“其中一條線路的故障”，這將大幅提升電網(wǎng)在輸配電容量方面的投資成本。然而，電力系統(tǒng)故障屬于小概率事件，且同時(shí)率極低，投資的利用率往往較低。如果能夠?qū)崿F(xiàn)每一個(gè)臺(tái)區(qū)都配備儲(chǔ)能，作為備用讓所有用戶共享，則可避免為保障供電可靠性預(yù)留發(fā)電、輸電、變電、配電的冗余容量投資。新型儲(chǔ)能越分散，安全風(fēng)險(xiǎn)就越??；并網(wǎng)電壓等級(jí)越低，其容量價(jià)值發(fā)揮的就越大，各電壓等級(jí)電網(wǎng)均可減緩?fù)顿Y，減少電網(wǎng)輸電成本。

在上述情況下，源網(wǎng)荷儲(chǔ)當(dāng)中的“儲(chǔ)”恰恰能夠解決這些小概率電網(wǎng)安全問題。