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新能源配儲(chǔ)之挑戰(zhàn)與展望
中國(guó)大唐集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院有限責(zé)任公司黨委委員、副總經(jīng)理 張國(guó)輝
在全球化的能源轉(zhuǎn)型浪潮中，新能源的快速發(fā)展已成為推動(dòng)能源革命、保障能源安全和應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵力量。隨著風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)容量和發(fā)電量迅猛增長(zhǎng)，其在電力系統(tǒng)中的滲透率不斷提升，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提出了新的挑戰(zhàn)。作為解決新能源間歇性和波動(dòng)性問(wèn)題的重要手段，儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于提升電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性至關(guān)重要。
新能源配儲(chǔ)的現(xiàn)狀
（一）發(fā)展儲(chǔ)能是大力發(fā)展新能源的必然要求
2024年2月29日，中共中央政治局圍繞“新能源技術(shù)與我國(guó)的能源安全”進(jìn)行了第十二次集體學(xué)習(xí)；習(xí)近平總書(shū)記在主持學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，能源安全直接關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局。隨著全球能源格局的深刻變化，我國(guó)在能源發(fā)展方面面臨巨大挑戰(zhàn)，如需求壓力、供給約束以及綠色低碳轉(zhuǎn)型的緊迫任務(wù)。大力發(fā)展新能源成為化解這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵途徑。然而，由于新能源發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性面臨挑戰(zhàn)。因此，儲(chǔ)能技術(shù)成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。儲(chǔ)能技術(shù)不僅能夠平衡新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，還能提高電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性，為我國(guó)能源安全提供有力保障。
（二）儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展歷程與未來(lái)趨勢(shì)
隨著新能源發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大以及新能源滲透率的逐步提高，儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)歷了從抽水蓄能到電化學(xué)儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能的演進(jìn)，并逐步進(jìn)入市場(chǎng)化大規(guī)模發(fā)展階段。
第一階段是指2016年以前，儲(chǔ)能發(fā)展處于技術(shù)驗(yàn)證和示范應(yīng)用階段。當(dāng)時(shí)電化學(xué)儲(chǔ)能成本較高，抽水蓄能成為最經(jīng)濟(jì)的選擇，因此抽水蓄能占據(jù)當(dāng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)99%以上的份額。儲(chǔ)能主要解決電網(wǎng)的峰谷調(diào)節(jié)問(wèn)題。
第二階段是指2016—2020年，儲(chǔ)能邁入商業(yè)化初期。盡管抽水蓄能技術(shù)成熟，但由于地理位置限制，難以與風(fēng)電、光伏電站共同建設(shè)。而電化學(xué)儲(chǔ)能，尤其是鋰電池儲(chǔ)能，因安裝靈活、響應(yīng)速度快成為新能源消納的重要技術(shù)路徑。這一階段，隨著鋰電池成本的下降和性能的提升，電化學(xué)儲(chǔ)能逐漸成為儲(chǔ)能市場(chǎng)的新寵。新能源發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)始嘗試與電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)配合，以提高發(fā)電系統(tǒng)的可調(diào)控性。
第三階段是指2021—2025年，這一階段儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展過(guò)渡。在此期間，新能源配儲(chǔ)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，各地方政府普遍出臺(tái)新能源配儲(chǔ)政策，支持發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展。從2021年開(kāi)始，全國(guó)絕大部分省（區(qū)、市）陸續(xù)發(fā)布了光伏和風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的配套儲(chǔ)能政策要求。在政策推動(dòng)下，新能源配儲(chǔ)帶動(dòng)我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)高速發(fā)展。
第四階段是指2026年以后，儲(chǔ)能將進(jìn)入市場(chǎng)化大規(guī)模發(fā)展階段。在這一階段，儲(chǔ)能不僅在技術(shù)上更加成熟，而且在市場(chǎng)機(jī)制、商業(yè)模式上也將更加完善。儲(chǔ)能電站可以作為獨(dú)立的市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)。
（三）新能源配儲(chǔ)政策的演進(jìn)
新能源配儲(chǔ)政策的演進(jìn)，體現(xiàn)了我國(guó)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)重視程度的不斷提升。
2021年7月，國(guó)家首次提出“配置儲(chǔ)能的系統(tǒng)友好型新能源電站項(xiàng)目”，各地方政府的政策陸續(xù)跟上，顯著推動(dòng)了新型儲(chǔ)能的發(fā)展，到2023年底直接推動(dòng)投資額超1000億元。2022年1月，《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》發(fā)布，要求大力推進(jìn)電源側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)，并在新能源資源富集、新能源高滲透率地區(qū)重點(diǎn)布局一批配置合理新型儲(chǔ)能的系統(tǒng)友好型新能源電站。2023年8月，山東省能源局發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展我省配建儲(chǔ)能轉(zhuǎn)為獨(dú)立儲(chǔ)能試點(diǎn)工作的通知》，標(biāo)志著山東省開(kāi)始試點(diǎn)將配建儲(chǔ)能轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立儲(chǔ)能，以拓寬配建儲(chǔ)能的盈利渠道，并鼓勵(lì)其積極參與電力市場(chǎng)，更好地發(fā)揮電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。2024年7月，國(guó)家能源局發(fā)布《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》，提出建設(shè)一批共享儲(chǔ)能電站，改造升級(jí)一批已配置新型儲(chǔ)能但未有效利用的新能源電站。
新能源配儲(chǔ)面臨的挑戰(zhàn)
（一）利用率低導(dǎo)致資源浪費(fèi)
新能源配建儲(chǔ)能的利用率較低，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。根據(jù)中電聯(lián)發(fā)布的《2024年上半年電化學(xué)儲(chǔ)能電站行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，2024年上半年，100兆瓦及以上的新能源配儲(chǔ)等效充放電次數(shù)為57次，而獨(dú)立共享儲(chǔ)能則達(dá)到了206次。
相較于新能源配儲(chǔ)，共享儲(chǔ)能在當(dāng)前和未來(lái)的發(fā)展中展現(xiàn)出了更高的利用率，以及技術(shù)條件和商業(yè)模式的優(yōu)越性。
（二）由于新能源配儲(chǔ)缺乏盈利模式，新能源企業(yè)面臨巨大的成本消化壓力
在當(dāng)前新能源發(fā)展背景下，配建儲(chǔ)能主要是為了解決新能源的不穩(wěn)定性和間歇性問(wèn)題，以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。然而，現(xiàn)階段并未對(duì)新能源配儲(chǔ)提升新能源電能質(zhì)量給予足夠的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。此外，配儲(chǔ)規(guī)模一般較小，自身電量損耗較大，導(dǎo)致在緩解新能源限電方面的經(jīng)濟(jì)性不足，進(jìn)一步加劇了新能源企業(yè)的運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)。
新能源配儲(chǔ)的存在主要以成本形式體現(xiàn)，面對(duì)資源條件不足、非技術(shù)成本高企以及市場(chǎng)電價(jià)下降等發(fā)展困境，新能源企業(yè)消化成本壓力大。例如，如果實(shí)行10%、2小時(shí)配儲(chǔ)政策，配建儲(chǔ)能投資成本約為0.85元/瓦時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致新能源項(xiàng)目單位千瓦投資成本增加170元，進(jìn)而使項(xiàng)目投資收益率降低約1%。
（三）新能源配儲(chǔ)政策與并網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)的不同步限制了產(chǎn)業(yè)發(fā)展
早在2017年7月，國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局就發(fā)布了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求大力推進(jìn)電源側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)，布局一批配置儲(chǔ)能的系統(tǒng)友好型新能源電站項(xiàng)目。然而，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)直到2021年才納入標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃。直到2024年5月，《電化學(xué)儲(chǔ)能電站接入電網(wǎng)運(yùn)行控制規(guī)范（GB/T44112-2024）》才正式發(fā)布。
新能源配儲(chǔ)的展望
（一）從跟網(wǎng)型到構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的轉(zhuǎn)變
隨著新能源在電力系統(tǒng)中的滲透率不斷提升，傳統(tǒng)的“跟網(wǎng)型”儲(chǔ)能已難以滿足電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性的要求，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的需求日益凸顯。尤其是在新能源基地建設(shè)逐步向沙漠、戈壁、荒漠等地區(qū)推進(jìn)的背景下，部分地區(qū)面臨少同步電源甚至無(wú)同步電源并網(wǎng)的場(chǎng)景，電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的核心優(yōu)勢(shì)在于能夠通過(guò)儲(chǔ)能逆變器形成支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的電壓源，提供快速調(diào)頻、調(diào)壓、增加慣量與短路容量支撐，抑制寬頻振蕩等，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)跟網(wǎng)型儲(chǔ)能相比，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能能夠主動(dòng)識(shí)別電網(wǎng)動(dòng)態(tài)，并更精細(xì)主動(dòng)平抑電網(wǎng)波動(dòng)，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在“沙戈荒”等地區(qū)，新能源基地的建設(shè)需要通過(guò)構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)控制參與電網(wǎng)構(gòu)建，保障大規(guī)模新能源的安全穩(wěn)定送出。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展得到了政策的明確支持。2023年，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于組織開(kāi)展可再生能源發(fā)展試點(diǎn)示范的通知》，支持構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電、構(gòu)網(wǎng)型光伏發(fā)電、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、新能源低頻組網(wǎng)送出等技術(shù)研發(fā)與工程示范?！都涌鞓?gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》明確，選擇典型場(chǎng)景應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)，具備主動(dòng)支撐電網(wǎng)電壓、頻率、功角穩(wěn)定能力，提升系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，是未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。2023年至今，新疆、西藏、江蘇等地方相繼發(fā)布了探索建設(shè)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能相關(guān)政策文件，支持構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能等技術(shù)研發(fā)與工程示范。
（二）從新能源配儲(chǔ)到獨(dú)立共享儲(chǔ)能的轉(zhuǎn)變
新能源配儲(chǔ)正逐步向獨(dú)立共享儲(chǔ)能的轉(zhuǎn)變，這一趨勢(shì)代表了儲(chǔ)能行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要方向。這種轉(zhuǎn)變通過(guò)規(guī)?；褪袌?chǎng)化運(yùn)作，為儲(chǔ)能項(xiàng)目創(chuàng)造了更豐富的盈利模式。
獨(dú)立共享儲(chǔ)能電站的核心價(jià)值，彰顯于其在新型電力系統(tǒng)中提供靈活而多樣的電力調(diào)節(jié)服務(wù)能力，這其中涵蓋了調(diào)峰、調(diào)頻、備用等多種輔助服務(wù)功能。這種服務(wù)的靈活性不僅提升了電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還大力推動(dòng)了新能源的消納，顯著增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可靠性。獨(dú)立共享儲(chǔ)能電站能夠自主接入電網(wǎng)并接受電力調(diào)度中心的調(diào)度，呈現(xiàn)出多元的盈利模式。當(dāng)前，這類儲(chǔ)能設(shè)施的盈利手段包括共享租賃、現(xiàn)貨市場(chǎng)套利、參與輔助服務(wù)市場(chǎng)和利用容量電價(jià)等多種形式。
未來(lái)，隨著電力市場(chǎng)化改革的深入，獨(dú)立共享儲(chǔ)能電站的盈利模式有望進(jìn)一步豐富，包括參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、需求響應(yīng)市場(chǎng)等。這些模式的發(fā)展，將有助于推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的商業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用，促進(jìn)新能源的消納和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
結(jié)論及建議
新型儲(chǔ)能在建設(shè)新型電力系統(tǒng)過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色，市場(chǎng)潛力巨大。技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)政策的完善是儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)中取得重要地位、占領(lǐng)市場(chǎng)空間的基礎(chǔ)。
正確處理好共享儲(chǔ)能建設(shè)時(shí)序與新能源項(xiàng)目投產(chǎn)的步伐。共享儲(chǔ)能電站的建設(shè)需要與新能源項(xiàng)目的投產(chǎn)步伐相匹配，以確保共享儲(chǔ)能的盈利性和高效利用。需要通過(guò)精準(zhǔn)的市場(chǎng)預(yù)測(cè)和政策引導(dǎo)，合理安排儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)時(shí)序，避免資源浪費(fèi)和投資過(guò)度集中。例如，新疆發(fā)展改革委和國(guó)網(wǎng)新疆電力已經(jīng)聯(lián)合發(fā)布了相關(guān)通知，公布了獨(dú)立新型儲(chǔ)能項(xiàng)目清單，這表明地方政府正在積極推動(dòng)儲(chǔ)能項(xiàng)目的合理布局和建設(shè)。
西部地區(qū)的儲(chǔ)能項(xiàng)目探索從跟網(wǎng)型儲(chǔ)能向構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能方向發(fā)展。西部地區(qū)，特別是新疆，得益于豐富的風(fēng)光資源成為新型儲(chǔ)能發(fā)展最快的地區(qū)之一。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠提供更強(qiáng)大的電壓和頻率支撐，對(duì)于提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性和新能源的消納能力具有重要意義。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，將有助于應(yīng)對(duì)新能源高滲透率帶來(lái)的電網(wǎng)穩(wěn)定性挑戰(zhàn)。
發(fā)展電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能或在電網(wǎng)公司指導(dǎo)下選擇有緊急需求的區(qū)域建設(shè)儲(chǔ)能。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展，特別是在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的布局，可以顯著提升電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力。通過(guò)電網(wǎng)公司的指導(dǎo)和規(guī)劃，可以在最需要的區(qū)域建設(shè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，以提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性。國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)，強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰儲(chǔ)能和智能化調(diào)度能力建設(shè)的重要性。
避免新能源配儲(chǔ)無(wú)序發(fā)展和資源浪費(fèi)。應(yīng)建立靈活性資源市場(chǎng)機(jī)制，公平合理地分?jǐn)傂履茉聪{成本。隨著新能源的快速發(fā)展，儲(chǔ)能的需求也在增加。為了避免無(wú)序發(fā)展和資源浪費(fèi)，建議建立靈活性資源市場(chǎng)機(jī)制，以促進(jìn)儲(chǔ)能資源的合理分配和高效利用，同時(shí)確保新能源消納成本的公平分?jǐn)偂＝ㄗh相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中明確新型靈活性資源市場(chǎng)主體地位，并推動(dòng)市場(chǎng)競(jìng)價(jià)機(jī)制，不斷完善市場(chǎng)出清模型，從而充分發(fā)揮市場(chǎng)整合優(yōu)化資源配置的作用。
綜上所述，新型儲(chǔ)能的發(fā)展需要政策的支持、市場(chǎng)的引導(dǎo)和技術(shù)的創(chuàng)新。合理的規(guī)劃和市場(chǎng)機(jī)制的建立，可有效推動(dòng)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，為新型電力系統(tǒng)的建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
