2020年是“十三五”规划收官、谋划“十四五”发展的关键之年,储能行业在经历2018年爆发式增长、2019年回落调整后,各界对其2020年乃至 “十四五”期间的发展寄予厚望。年初至今,中国乃至世界范围仍在抗击新冠肺炎,疫情冲击下全球经济衰退,储能行业的发展也不可避免受到一定影响。数据表明,一季度全球新增投运的电化学储能仅140MW,同比降幅超30%。相比之下,得益于疫情有效控制、政策利好,我国一季度电化学储能新增装机约70MW,同比增长47.5%。从应用场景上看,以中国、美国、澳大利亚为代表的国家,集中式可再生能源并网已成为推动储能新增应用的主要动力。据不完全统计,全球集中式可再生能源并网领域的新增装机占总新增装机比重最大,达41%,我国占比更高,近80%的新增装机来自于该领域。
政策是影响我国储能产业发展的关键因素。回望上半年,在多省提出鼓励新能源发电配置储能的政策下,新能源+储能成为上半年储能市场的最热门关键词。截至6月底,山东、湖北、山西等10多个省份或电网公司发布了2020年风电、光伏发电项目的建设方案和申报要求等文件,明确鼓励新能源电站配置储能,并提出优先支持配置储能的新能源发电项目,部分文件或工作函中还特别给出了储能配置的规模要求。各地政策细节不同,配置比例从5%、10%到20%不等。以湖北为例,该省能源局发布的《关于开展2020年评价风电和评价光伏发电项目竞争配置工作的通知》中明确提出,风储项目配备的储能容量不得低于风电项目容量的10%,且必须与风电项目同时建成投产。“鼓励”、“优先”等字眼频繁出现在各地政策文件,虽然多数地区并未强制要求新增新能源发电项目必须配置储能,但新能源开发企业要想提高竞争力,配置储能将是新能源项目优先开发的重要条件,一定程度上反映出新能源电站配置储能正成为地方推行可再生能源项目的“标配”。政策支持下,企业纷纷行动。据统计,截至6月中旬,各大央企、发电集团发布的新能源电站配置储能项目招标规模近400MW,这意味着仅上半年发布招标信息的储能装机规模就占去年全年投运总量的近60%,新能源电站配置储能一时风光无两。
与风储项目相比,光储更受业内看好。据统计,截至2019年底,我国已投运光储项目的累计装机规模达800MW,其中与集中式光伏电站配套的储能装机为625.1MW。以新疆为例,作为国家“一带一路”建设中丝绸之路经济带核心区和保障国家能源安全的“三基地一通道”,太阳能资源覆盖全疆。截至2019年底,新疆电网联网运行区域内光伏装机容量达10.27GW,占装机总容量的11.12%。为促进该地区新能源消纳,缓解峰谷负荷差不断加大,实现区域电源结构的优化调整,2019年7月,新疆发改委发布的《新疆第一批发电侧光储联合运行试点项目清单》中,首批36个总规模221MW/446MWh的光储项目获得资格,作为对应的激励政策,所在光伏电站自2020年起每年增加100小时优先发电电量,持续五年。10月份,《关于取消一批发电侧光伏储能联合运行试点项目的通知》中将原公布试点36个项目、总规模221MW/446MWh缩减到5个项目、77MW/154MWh。今年5月21日,新疆发改委正式印发的《新疆电网发电侧储能管理暂行规则》中指出,鼓励发电企业、售电企业、电力用户、独立辅助服务提供商等投资建设电储能设施,要求充电功率在5MW及以上、持续充电时间2小时以上;对根据电力调度机构指令进入充电状态的电储能设施所充电的电量进行补偿,补偿标准为0.55元/kWh。相比2019年光储联合试点的政策细则,今年5月21号出台的《暂行规则》明确了调度调用下储能电站的具体补偿标准,同时,该规则进一步确定了储能设施可作为独立市场主体参与辅助服务市场的身份。该规则的出台为储能行业探索发展的新路径和新模式提供了政策支持,为储能在新疆地区可再生能源并网的场景应用打开了巨大窗口,新疆也成为中国储能的主阵地之一。据中国能源建设集团新疆电力设计院的研究数据显示,2022、2025年新疆区内调峰所需储能容量分别为2.1GW与3.0GW,市场潜力巨大。
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目前,我国与新能源结合的储能项目仍旧以示范项目为主,或者地方政府或明或隐的要求配置储能的项目。从最早的张北一期示范,到新疆的光储试点,再到今年内蒙古各大央企的光伏发电竞价项目,尽管配置储能提升了项目的竞争优势,但这种模式一片火热的背后疑虑依旧存在。谈及储能,绕不过去的便是成本问题。在光伏、风电步入竞价、平价时代的背景下,补贴退坡已在一定程度上增加了企业盈利压力,在收益甚微的情况配置储能无异于徒增成本。目前,在没有真金白银的补贴下,众多商业模式无法实现盈利,新能源电站内的储能仅靠跟踪出力、移峰填谷、辅助服务市场等方式难以回收投资成本。以新疆发电侧光储联合运行项目为例,项目享受弃光上网、100小时优先发电权(五年)、0.55元/kWh充电补贴等优惠政策。表面上看,项目收益来源较多,但实际上,政策如何落实并未明确。政府政策中规定储能项目自2020年起连续五年享有100小时优先发电权,但对于“100小时优先发电权”的界定办法未做进一步解释,是直接给光伏电站增加100小时发电量,还是基于原有保障收购小时数增加100小时,由交易电量转为保障电量,两种方案导致的收益差距达两三百万,无疑给项目经济性测算带来巨大不确定性。同时,项目收益受限于所处光伏电站运行情况,光伏满发时段无法为储能设备进行充电,造成设备闲置、使用率不高。项目收入还需在光伏企业和储能企业之间分享,分成以后,储能企业得到的投资回报更低。依据某试点项目可研报告数据显示,在投资商与光伏电站分成后,在非常理想的300天调用下,总投资收益率仅为3.4%。此外,0.55元/kWh的充电补贴在未明确基本调用次数下,储能电站收益应该不会高于峰谷差套利模式,充电电量的补偿也仅仅是看上去很美丽。
其实,大可不必提出非常明确的储能配置要求,应该根据电网运行需要,对新能源并网的技术特性提出更高的要求,满足调度灵活性。在保证电价及消纳的前提下,提出风电、光伏的调频、调峰、出力预测精度等特性达到更高的标准,新能源场站根据经济性和可行性,自行选择是否配置储能、配置方式及规模,可以联合、也可以独立运行,达到并网有关技术要求。更进一步思考,如果按照现在政策要求,一些小型电站,即使20%配置,容量可能也无法超过10MW,必须超配,会产生资源浪费。此外,如果地区风光运行特性有一定差异,可以互补,都等比例配置,也会出现超配。所以,从地区资源优化配置的角度,有必要发展独立储能电站,进行全系统电力电量平衡分析,测算储能需求空间,因地制宜、分散集中相结合有序地建设储能电站。
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“十四五”是推进能源安全新战略的关键时期,也是储能发展的关键时刻。一直以来,储能被冠“引领能源革命的颠覆技术”、“能源转型的稳定器”、“可再生能源最后一公里”等头衔,对其更多的定位是“未来的技术”。回望过去,我国多项能源利用新技术的发展中总会伴随政策偏失、过度投资等诸多问题,以史为鉴,站在储能产业爆发的“临门一脚”之际,“十四五”发展形势如何值得深思。
无论是电力系统的加速转型还是需求侧资源的协调互动,抑或是新基建背景下特高压、5G基站、数据中心的建设均对储能提出了巨大的需求。以新能源配置储能为例,据预测,“十四五”期间我国新能源将保持年均50GW左右的装机规模,以5%配套比例计算,“十四五”储能新增将达12.5GW,市场规模不可谓不大。应用规模的上升必然会促进技术发展与成本的下降,两者相互影响,互相促进。目前,锂离子电池的系统成本已降至1500元/kWh左右,然而,当前的市场机制下仍无法满足大规模发展需要,“十四五”期间仍需对储能的发展进行必要的扶持,建议将储能纳入“十四五”发展规划,科学合理制定储能发展目标,规范引导储能布局与推广应用。同时,对于纳入政府规划或者示范的项目进行一定程度的税收优惠、财政补贴,以促进储能的规模应用,进而通过稳定的增长规模推动成本的下降。
储能与新能源电站的结合也好,电网侧储能的踉跄发展也罢,绕不开的是对经济性的探索。储能的可持续发展、商业化推广需要市场化的电力体系来支撑。辅助服务的分摊机制是谁受益,谁承担,然而,目前各地区的细则中明确规定由发电企业分摊辅助服务费用。在一般工商业电价持续下降的背景下,成本无法向真正享受服务的用户端进行传导,困扰着储能项目的经济性。储能也许能解决短期内的可再生能源消纳问题,但也仅仅是“大材小用”,在多种功能无法充分利用、成本无法有效回收的情况下,无异于徒增企业与政府的负担。因此,建议加快完善储能参与辅助服务的市场机制,考虑储能对电力系统安全高质量运行的重要作用,设计相应的容量市场机制和调频等辅助服务市场规则,帮助储能建立合理的价值实现与回收方式,为其提供良好的市场生存环境。同时,随着现货市场的试运行,储能成本传导通道也逐步打通,通过电力市场竞价形成发用电价格,实时反映电力成本与供求关系,利用高峰和低谷时段市场价差补偿储能设备运营成本,提升储能项目的收益。
技术发展与风险同行。储能技术,特别是电化学储能的大规模推广应用,安全问题不容小觑。自韩国电化学储能着火事故发生以来,该国储能市场一蹶不振,我国也发生了多起着火事故。从技术层面看,储能电站是一个庞大的集成系统,电池、BMS、PCS、热管理等每一个部分出现问题均会导致连锁事故。此外,从业管理人员的知识缺乏,操作不当,再加上产品质量问题均可能导致事故的发生,严重影响行业的发展。目前,电化学储能系统安全及消防安全方面的标准尚不完善,电化学储能电站的火灾预警和消防措施尚处于研究阶段。随着国内对电化学储能系统火灾危险性认识的逐步提升,相关方面的标准制定还应加快,不能等到出了问题再想办法解决。
可预见的是,产业政策、技术成本、商业模式、系统安全将会是储能发展路上挥之不去的困扰。还是那句,前途是光明的,道路是曲折的,走在难熬的冬天,储能的春天还会远吗?