中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：調(diào)研機(jī)構(gòu)Clean Horizon公司市場(chǎng)分析師Naim El Chami在日前發(fā)布的一份研究報(bào)告中指出，儲(chǔ)能系統(tǒng)在歐洲各國的應(yīng)用通常用于平衡電網(wǎng)，并將其限制在此類應(yīng)用或被視為可再生能源發(fā)電資產(chǎn)的一種輔助設(shè)備。但是，隨著市場(chǎng)價(jià)格的下降和增加新的收入來源，利益相關(guān)者需要使儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用模式進(jìn)行轉(zhuǎn)型。
在過去的十年中，歐洲儲(chǔ)能市場(chǎng)得到顯著增長。從2010年的9MW迅速增長到2020年5.7GW。在這些儲(chǔ)能項(xiàng)目中，正在運(yùn)營的儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量約為1.7GW，而其余4GW的儲(chǔ)能系統(tǒng)正在部署或已經(jīng)簽署合同計(jì)劃部署（如圖1所示）。
這些儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用主要由頻率控制為主。然而，隨著出現(xiàn)新的收入來源和市場(chǎng)價(jià)格的下降，這種情況正在發(fā)生變化。
圖1. 截至2020年8月，按部署情況劃分的歐洲大型儲(chǔ)能項(xiàng)目
頻率控制市場(chǎng)的興衰
由于可觀的收入和電池等新技術(shù)的普及，歐洲頻率控制市場(chǎng)在儲(chǔ)能應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。實(shí)際上，由于電池具有快速響應(yīng)能力，因此電池儲(chǔ)能系統(tǒng)非常適合用于電網(wǎng)的頻率控制，并且電網(wǎng)運(yùn)營商愿意向儲(chǔ)能資產(chǎn)支付報(bào)酬（以歐元/MW/h的價(jià)格支付），以確保電力系統(tǒng)的彈性。
西歐的多個(gè)國家已經(jīng)在一個(gè)公共交易平臺(tái)上采購了裝機(jī)容量為3GW用于頻率控制（FCR）的儲(chǔ)能系統(tǒng)。目前的頻率控制（FCR）拍賣每天都在進(jìn)行，其中包括德國（603MW）、法國（561MW）、荷蘭（74MW）、瑞士（68MW）、奧地利（62MW）、比利時(shí)（47MW），而丹麥（DK130MW）、西班牙（275MW）和波蘭（168MW）也將很快加入這個(gè)平臺(tái)中。目前，已經(jīng)有裝機(jī)容量為477MW電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供這項(xiàng)服務(wù)（其中87％位于德國），另外還有裝機(jī)容量為209MW電池儲(chǔ)能系統(tǒng)正在部署中。
對(duì)于這些國家來說，用于頻率控制的儲(chǔ)能部署量是根據(jù)輸電系統(tǒng)運(yùn)營商（TSO）的要求和過去幾年的市場(chǎng)需求決定的，并且采購目標(biāo)都有所不同。但根據(jù)規(guī)定，每個(gè)國家30%的儲(chǔ)能容量必須來自國內(nèi)，并且向其他頻率控制（FCR）成員的出口上限不得超過100MW。
但是，歐洲頻率控制市場(chǎng)的收入從2015年的平均26歐元/MW/h 和2017年的18歐元//MW/h 下降到2020年初的5歐元//MW/h。在此以后，該市場(chǎng)不再能夠證明儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可行性，需要獲得新的收入來源。
圖2. 歐洲大型儲(chǔ)能系統(tǒng)最常見的應(yīng)用
圖3. 頻率控制（FCR）拍賣時(shí)間表
頻率控制（FCR）價(jià)格下跌對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的影響
用于頻率控制（FCR）的儲(chǔ)能系統(tǒng)拍賣活動(dòng)在Regelleistung平臺(tái)上進(jìn)行。在2019年7月之前，這些拍賣通常每周進(jìn)行一次，而現(xiàn)在改為每天進(jìn)行一次。原來的拍賣模型是讓投標(biāo)者“猜測(cè)”投標(biāo)價(jià)格，但這無法代表頻率控制（FCR）儲(chǔ)能系統(tǒng)帶來的實(shí)際價(jià)值。
另一變化發(fā)生在2020年7月1日，因?yàn)轭l率控制（FCR）拍賣的時(shí)間表再次改變：市場(chǎng)參與者不再競(jìng)拍24小時(shí)的產(chǎn)品，現(xiàn)在每天可以6次競(jìng)拍4小時(shí)的交貨期。這種演變?yōu)槭袌?chǎng)參與者提供了更大的靈活性，使他們能夠在同一天內(nèi)參與其他市場(chǎng)并使收入來源多樣化。因此，由于頻率控制（FCR）價(jià)格可能會(huì)反映市場(chǎng)狀況（白天價(jià)格較高，夜間價(jià)格較低），因此提高市場(chǎng)透明度。
在圖4中可以看到這種演變，它代表了過去三年中的頻率控制（FCR）邊際價(jià)格。頻率控制（FCR）市場(chǎng)收入急劇下降，因?yàn)槠鋬r(jià)格從2017年的平均18歐元//MW/h下降至2020年初的5歐元//MW/h。這種價(jià)格下跌使新市場(chǎng)的發(fā)展更加迅速，對(duì)于確保儲(chǔ)能系統(tǒng)通過多種收入來源實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目可行性至關(guān)重要。
圖4. 過去三年頻率控制（FCR）邊際價(jià)格的演變（歐元/MW/h）
導(dǎo)致價(jià)格下降的原因之一是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的大量使用：裝機(jī)容量約為477MW的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供頻率控制（FCR）服務(wù)，由于頻率控制（FCR）設(shè)置的邊際價(jià)格較低，因此電池在這個(gè)市場(chǎng)上比任何其他參與者都更具競(jìng)爭(zhēng)力。這種影響在多個(gè)案例中都有體現(xiàn)。
Clean Horizon公司的分析表明，增加裝機(jī)容量為100MW電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署可能導(dǎo)致頻率控制（FCR）收入下降18％。因此，需要整合其他儲(chǔ)能系統(tǒng)份額來重新進(jìn)行頻率控制（FCR）拍賣。
如上所述，頻率控制市場(chǎng)必須應(yīng)對(duì)這種價(jià)格波動(dòng)，以便為儲(chǔ)能資產(chǎn)所有者提供額外的靈活性，以便他們可以利用新的和額外的收入流，同時(shí)確保儲(chǔ)能項(xiàng)目的可行性。
在平衡市場(chǎng)套利
頻率控制（FCR）拍賣時(shí)間表在2020年7月之后的變化將使儲(chǔ)能系統(tǒng)在一天內(nèi)的拍賣活動(dòng)多樣化。在法國，將至少提供其他兩個(gè)輔助服務(wù)：根據(jù)法國能源管理委員會(huì)（CRE）的建議，電網(wǎng)平衡市場(chǎng)應(yīng)在2020年底之前向獨(dú)立部署儲(chǔ)系統(tǒng)開放；法國二級(jí)儲(chǔ)備（aFRR）市場(chǎng)有望在2021年中期之前向儲(chǔ)能系統(tǒng)開放，從而為儲(chǔ)能系統(tǒng)創(chuàng)造新的收入來源。
就平衡市場(chǎng)上的套利而言，法國、德國等多個(gè)歐洲國家的不平衡管理結(jié)構(gòu)非常相似。輸電系統(tǒng)運(yùn)營商（TSO）可以通過兩種機(jī)制調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)平衡：平衡結(jié)算（事前）和不平衡結(jié)算（事后）。
提供不平衡管理服務(wù)的資產(chǎn)可以通過提供第三方備用電原服務(wù)（平衡市場(chǎng)）來獲得收入，也可以通過平衡電力系統(tǒng)獲得收入，以便從隨后的結(jié)算價(jià)格中獲利。在這兩種情況下，其獲得的收入取決于預(yù)測(cè)能力和市場(chǎng)靈活性。
使電網(wǎng)投資延期
在電力需求峰值期間，流經(jīng)輸配電網(wǎng)的電力可能會(huì)超過電網(wǎng)的負(fù)荷能力，并導(dǎo)致電網(wǎng)阻塞問題。電力系統(tǒng)運(yùn)營商在以往是通過投資新建輸配電資產(chǎn)等傳統(tǒng)做法解決這一問題，以提高初始承載能力。然而，當(dāng)此類事件偶爾發(fā)生且持續(xù)時(shí)間有限時(shí)，加強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的投資似乎不是最佳解決方案。
部署在電網(wǎng)擁塞點(diǎn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為“虛擬電力線路”（也稱為非線路替代方案）來提高電力系統(tǒng)的性能，而無需過度建設(shè)輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)，這些“虛擬電力線路”作為額外的電力通道，在需要時(shí)提供額外的容量，以確保電力系統(tǒng)可靠性和冗余性。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)營商可以獲得準(zhǔn)確的儲(chǔ)能容量，以滿足其需求預(yù)測(cè)，并應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。此外，由于電網(wǎng)擴(kuò)建或電力線路改造可能需要長達(dá)7年（或更長）的時(shí)間才能獲得批準(zhǔn)和建造，而大規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可在兩年內(nèi)部署并投入使用。因此，部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)不會(huì)像新建輸電線路面臨苛刻的許可程序。
歐洲國家需要采用多種積極方法，因此對(duì)于部署儲(chǔ)能系統(tǒng)作為非線纜替代解決方案表現(xiàn)出極大興趣。
在法國，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商RTE公司和配電系統(tǒng)運(yùn)營商Enedis公司都開始嘗試渭地非線纜替代方案，例如用于管理電網(wǎng)擁塞的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。RTE公司在2017年開始部署RINGO電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，該項(xiàng)目涉及部署三個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，總計(jì)32MW/98MWh，并將在2021年開通運(yùn)營之后進(jìn)行電網(wǎng)擁塞管理。但是根據(jù)歐洲法規(guī)，電力系統(tǒng)運(yùn)營商不得參與能源市場(chǎng)。因此，RTE公司建議實(shí)施特定的操作協(xié)議：在任何時(shí)候，三個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的凈能量平衡都必須為零。也就是說，在一個(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)放電的同時(shí)，必須給其他電池儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。RTE公司計(jì)劃在完成試點(diǎn)之后出售這些“虛擬線路”資產(chǎn)，并與第三方簽約從2024年開始提供所需的靈活性服務(wù)。
