中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：昨天我們探討了工商業(yè)儲(chǔ)能的客戶成本穿透力——精準(zhǔn)解析終端用戶的能源賬單結(jié)構(gòu)，在峰谷價(jià)差與需量管理中建立獨(dú)特價(jià)值錨點(diǎn)，這既是項(xiàng)目落地的技術(shù)壁壘，更是商業(yè)模式的護(hù)城河。正如歐洲市場反復(fù)驗(yàn)證的規(guī)律：儲(chǔ)能不是單純的成本中心，而是需要與用戶負(fù)荷和電網(wǎng)服務(wù)生態(tài)深度耦合的價(jià)值放大器。
而當(dāng)視角轉(zhuǎn)向電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，行業(yè)似乎陷入某種悖論：當(dāng)招標(biāo)文件中「€/MW·年」的報(bào)價(jià)廝殺成為主旋律，我們是否正在忽略電力系統(tǒng)靈活性的本質(zhì)需求？德國能源署（DENA）最新發(fā)布的《電網(wǎng)靈活性：儲(chǔ)能的系統(tǒng)性整合》（Flexibilit?t im Stromnetz: Ganzheitliche Integration von Speichern）或許能帶來啟示：電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的真正戰(zhàn)場藏在儲(chǔ)能資產(chǎn)如何和電網(wǎng)運(yùn)行的深度融合。
電網(wǎng)友好型儲(chǔ)能的應(yīng)用可能成為應(yīng)對(duì)當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)的解決方案組成部分。拜仁電網(wǎng)運(yùn)營商在恰姆縣實(shí)施的案例示范了實(shí)現(xiàn)路徑。然而要大規(guī)模開發(fā)這種靈活性選項(xiàng)，還需在儲(chǔ)能管理方面制定相關(guān)規(guī)范和限制措施。
可再生能源的快速擴(kuò)張與電氣化進(jìn)程加速帶來的用電需求增長，正使電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。從長期來看，巴伐利亞的發(fā)電結(jié)構(gòu)將主要由光伏發(fā)電構(gòu)成。到2030年，拜仁電網(wǎng)運(yùn)營區(qū)域的光伏裝機(jī)容量計(jì)劃從目前的約14GW（2024年數(shù)據(jù)）提升至28GW以上。發(fā)電設(shè)備導(dǎo)致的功率尖峰問題，尤其在高壓和中壓電網(wǎng)層面，正造成必要電網(wǎng)擴(kuò)建需求與短期實(shí)施能力之間的缺口。雖然可再生能源的動(dòng)態(tài)發(fā)展同步催生了靈活性資源的快速增長，但當(dāng)前這些資源尚未實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)友好型開發(fā)利用。
當(dāng)前不僅分布式靈活性資源持續(xù)增加，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)也在快速部署。截至2024年底，拜仁電網(wǎng)已收到超過25GW的儲(chǔ)能接入申請(qǐng)。這種市場驅(qū)動(dòng)的靈活性增長為電網(wǎng)運(yùn)營商在電網(wǎng)運(yùn)營和擴(kuò)建方面擴(kuò)展戰(zhàn)略行動(dòng)空間提供了機(jī)遇。目前該運(yùn)營商主要通過再調(diào)度措施應(yīng)對(duì)饋入受限導(dǎo)致的電網(wǎng)瓶頸?？稍偕茉吹某掷m(xù)擴(kuò)建導(dǎo)致電網(wǎng)管理規(guī)模和成本進(jìn)一步增加。中期來看，拜仁電網(wǎng)運(yùn)營區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)高達(dá)8GW的靈活性缺口，具體表現(xiàn)為發(fā)電與用電尖峰疊加時(shí)的電網(wǎng)容量不足。為有效整合這些發(fā)電能力并彌合靈活性缺口，必須立即建立電網(wǎng)友好型靈活性資源的發(fā)展框架。
配電網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)下的儲(chǔ)能應(yīng)用
在能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，儲(chǔ)能系統(tǒng)是至關(guān)重要的核心要素。但并非所有儲(chǔ)能方案都能系統(tǒng)性地解決電網(wǎng)擴(kuò)建需求和運(yùn)營管理方面的主要挑戰(zhàn)。關(guān)鍵在于從電網(wǎng)需求角度規(guī)劃和定義儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)營模式及相關(guān)框架條件。唯有通過標(biāo)準(zhǔn)化管理，配電系統(tǒng)運(yùn)營商才能在規(guī)劃和運(yùn)營層面實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的優(yōu)化利用。
儲(chǔ)能系統(tǒng)通常采用三種運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)收益：純市場導(dǎo)向模式（套利交易）、提供系統(tǒng)服務(wù)（主要為調(diào)節(jié)能源）或二者的組合應(yīng)用。這些市場化和系統(tǒng)化的運(yùn)行邏輯主要依據(jù)電力交易所價(jià)差或調(diào)節(jié)能源市場價(jià)格形成，往往導(dǎo)致電網(wǎng)擴(kuò)建需求增加——因電網(wǎng)運(yùn)營商必須隨時(shí)預(yù)留全額充放電容量，致使儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。要實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)擴(kuò)建需求的精準(zhǔn)管控，儲(chǔ)能系統(tǒng)須采取預(yù)防性運(yùn)行策略避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。唯有通過電網(wǎng)友好型運(yùn)行模式，儲(chǔ)能的全部潛力才能被電網(wǎng)運(yùn)營商有效調(diào)用。
電網(wǎng)中性運(yùn)行模式的橋梁作用
介于上述兩種模式的過渡形態(tài)是電網(wǎng)中性運(yùn)行模式，該模式下儲(chǔ)能在特定時(shí)段主動(dòng)限制其并網(wǎng)容量（見圖1運(yùn)行模式對(duì)比及其電網(wǎng)影響示意圖）。這些運(yùn)行范式與傳統(tǒng)套利交易或系統(tǒng)服務(wù)收益機(jī)制并不存在根本性矛盾。相反，通過電網(wǎng)中性模式的組合應(yīng)用，可更快速、更經(jīng)濟(jì)地確定儲(chǔ)能接入點(diǎn)。當(dāng)前已觀察到電力現(xiàn)貨價(jià)格低位與光伏發(fā)電高峰的強(qiáng)相關(guān)性，表明市場導(dǎo)向型儲(chǔ)能在特定時(shí)段會(huì)自發(fā)呈現(xiàn)電網(wǎng)中性特征。電網(wǎng)友好型模式更能同步降低電網(wǎng)擴(kuò)建和運(yùn)營成本。為提升兩種新型模式的接受度并補(bǔ)償潛在收益損失，建立相應(yīng)激勵(lì)機(jī)制具有顯著優(yōu)勢(shì)。
Netzwirksam（有效電網(wǎng)利用）、Netzneutral（電網(wǎng)中立）和Netzdienlich（電網(wǎng)友好）
電網(wǎng)規(guī)劃視角的儲(chǔ)能部署要求
要使儲(chǔ)能真正成為區(qū)域能源轉(zhuǎn)型的有效解決方案，必須在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署儲(chǔ)能系統(tǒng)，并在規(guī)定時(shí)段執(zhí)行電網(wǎng)中性或電網(wǎng)友好型運(yùn)行。只有通過運(yùn)行模式的契約化約定，電網(wǎng)運(yùn)營商才能獲得網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃確定性和運(yùn)營安全保障。
電網(wǎng)中性儲(chǔ)能：客戶需求與電網(wǎng)負(fù)荷的黃金平衡點(diǎn)
電網(wǎng)中性儲(chǔ)能可視為客戶用電需求與高負(fù)荷電網(wǎng)之間的“黃金平衡點(diǎn)”。即便在已滿載的電網(wǎng)區(qū)域，此類儲(chǔ)能系統(tǒng)仍能高效接入電網(wǎng)。電網(wǎng)中性并網(wǎng)需遵循電網(wǎng)運(yùn)營商規(guī)定的特定運(yùn)行模式，例如：
光伏發(fā)電峰值時(shí)段禁止饋入電網(wǎng)
年度負(fù)荷高峰時(shí)段限制從電網(wǎng)取電
此類運(yùn)行模式雖不會(huì)額外增加電網(wǎng)設(shè)計(jì)相關(guān)功率需求，但也無法主動(dòng)緩解電網(wǎng)壓力（對(duì)比電網(wǎng)友好型儲(chǔ)能的主動(dòng)調(diào)峰功能）。目前主要通過靜態(tài)季節(jié)性運(yùn)行區(qū)間實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)中性儲(chǔ)能管理，即規(guī)定儲(chǔ)能設(shè)備在特定季節(jié)的允許運(yùn)行范圍。盡管靜態(tài)運(yùn)行區(qū)間是實(shí)用且有效的初步方案，但長期目標(biāo)是根據(jù)電網(wǎng)預(yù)測需求和區(qū)域特性，建立動(dòng)態(tài)適應(yīng)性運(yùn)行區(qū)間。調(diào)整后的運(yùn)行區(qū)間可通過預(yù)先通知機(jī)制（如提前48小時(shí)）傳達(dá)至儲(chǔ)能運(yùn)營商，但需同步完善技術(shù)規(guī)范與監(jiān)管框架。
試點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)展
首座電網(wǎng)中性儲(chǔ)能試點(diǎn)項(xiàng)目位于下巴伐利亞羅塔爾-因縣的羅斯巴赫變電站，計(jì)劃于2026年中期投運(yùn)，規(guī)模為40 MW/80 MWh。通過遵守預(yù)設(shè)的靜態(tài)運(yùn)行區(qū)間（如圖2示例），可完全規(guī)避加劇電網(wǎng)阻塞的風(fēng)險(xiǎn)。該項(xiàng)目的并網(wǎng)協(xié)議在現(xiàn)有規(guī)范基礎(chǔ)上，新增了電網(wǎng)中性運(yùn)行模式相關(guān)的權(quán)利與義務(wù)條款。由于儲(chǔ)能在饋電與取電方向均實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)容量的靈活調(diào)配，項(xiàng)目建設(shè)成本補(bǔ)貼得以顯著降低。
電網(wǎng)友好型儲(chǔ)能：通過電網(wǎng)友好型運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)的解決方案組件
從電網(wǎng)技術(shù)與國民經(jīng)濟(jì)視角來看，在電網(wǎng)運(yùn)營商指定的位置采用電網(wǎng)友好型儲(chǔ)能運(yùn)行模式具有特殊意義。與上文所述的電網(wǎng)中性運(yùn)行模式不同，電網(wǎng)友好型運(yùn)行模式以預(yù)防性消除網(wǎng)絡(luò)瓶頸為前提。例如，必須通過在光伏發(fā)電峰值時(shí)段主動(dòng)充電，或在用電負(fù)荷高峰時(shí)段通過儲(chǔ)能放電來緩解電網(wǎng)壓力。由此，儲(chǔ)能可降低設(shè)計(jì)基準(zhǔn)功率需求、減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，并減少電網(wǎng)擴(kuò)建需求。根據(jù)具體位置和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，必須制定針對(duì)允許運(yùn)行范圍的個(gè)性化規(guī)定。通過儲(chǔ)能運(yùn)營商與電網(wǎng)運(yùn)營商之間的雙邊協(xié)議，電網(wǎng)友好型運(yùn)行模式可在電網(wǎng)規(guī)劃中被考慮并在運(yùn)營中應(yīng)用。如此既能降低擴(kuò)建需求，又能優(yōu)化阻塞管理。根據(jù)2021年與能源經(jīng)濟(jì)研究所共同制定的定義，拜仁電網(wǎng)將"電網(wǎng)友好型"定義如下：
"電網(wǎng)友好型設(shè)施指單個(gè)或多個(gè)電氣裝置（發(fā)電設(shè)備、用電設(shè)備或儲(chǔ)能系統(tǒng)），其運(yùn)行有助于降低電網(wǎng)成本（包括減少網(wǎng)絡(luò)阻塞、縮減電網(wǎng)擴(kuò)建需求或優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營）。這可通過電網(wǎng)運(yùn)營商對(duì)設(shè)施的認(rèn)知、規(guī)劃或控制能力，和/或通過均衡電網(wǎng)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)。為此需根據(jù)電網(wǎng)具體情況采取情境化運(yùn)行策略。此外，不得在相同或其他電網(wǎng)層級(jí)引發(fā)額外擴(kuò)建需求。總體而言，設(shè)施至少需達(dá)到電網(wǎng)中性標(biāo)準(zhǔn)（見上文）。"
相較于電網(wǎng)中性標(biāo)準(zhǔn)，電網(wǎng)友好型儲(chǔ)能在運(yùn)營中的限制條件顯著更高（參見圖3示例）。為設(shè)置必要激勵(lì)并保障運(yùn)營商經(jīng)濟(jì)可行性，運(yùn)營商將獲得服務(wù)報(bào)酬。立法機(jī)構(gòu)通過《能源經(jīng)濟(jì)法》第11a條開放了儲(chǔ)能設(shè)施招標(biāo)機(jī)制，允許將相關(guān)成本納入監(jiān)管認(rèn)可范圍。其前提是：儲(chǔ)能設(shè)施對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)營商高效履行"運(yùn)營安全、可靠且高效能供電網(wǎng)絡(luò)"的法定義務(wù)具有必要性。
試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施
拜仁電網(wǎng)作為德國首家配電網(wǎng)運(yùn)營商，目前正依據(jù)《能源經(jīng)濟(jì)法》第11a條通過試點(diǎn)項(xiàng)目采購電網(wǎng)友好型儲(chǔ)能服務(wù)。該5MW/20MWh儲(chǔ)能設(shè)施計(jì)劃部署于恰姆（Cham）縣武茨爾多夫鎮(zhèn)。項(xiàng)目開發(fā)了確定"價(jià)格上限"的方法論，聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局可據(jù)此認(rèn)定該價(jià)格范圍內(nèi)的儲(chǔ)能服務(wù)采購具有效率并予以監(jiān)管認(rèn)可。若招標(biāo)過程中出現(xiàn)更高報(bào)價(jià)，傳統(tǒng)電網(wǎng)擴(kuò)建仍將作為更高效的解決方案。通過招標(biāo)程序的市場效應(yīng)，實(shí)際成本可能低于電網(wǎng)擴(kuò)建費(fèi)用。中標(biāo)儲(chǔ)能運(yùn)營商須在約定期限內(nèi)嚴(yán)格遵守預(yù)設(shè)運(yùn)行區(qū)間。拜仁電網(wǎng)既不持有設(shè)施所有權(quán)，也不參與運(yùn)營管理，除并網(wǎng)協(xié)議外還需簽訂服務(wù)合同。
運(yùn)行框架與激勵(lì)機(jī)制
類比電網(wǎng)中性儲(chǔ)能的管理方式，電網(wǎng)友好型儲(chǔ)能的運(yùn)行區(qū)間初期采用靜態(tài)季節(jié)性設(shè)定。為實(shí)現(xiàn)按需調(diào)用，必須協(xié)調(diào)必要的技術(shù)規(guī)范和監(jiān)管框架（如前述）。預(yù)計(jì)更精準(zhǔn)的按需調(diào)用機(jī)制將體現(xiàn)在服務(wù)報(bào)酬的定價(jià)中。
結(jié)論
電池儲(chǔ)能和其他靈活性選項(xiàng)是未來能源系統(tǒng)的重要組成部分。它們可以顯著促進(jìn)可再生能源的整合和額外負(fù)荷的接入，并為未來能源系統(tǒng)的運(yùn)行提供必要的技術(shù)靈活性。此外，在達(dá)到一定普及率后，它們還可以緩解電力市場價(jià)格的峰值。為了實(shí)現(xiàn)高效、成本優(yōu)化和加速能源轉(zhuǎn)型，儲(chǔ)能不應(yīng)僅從系統(tǒng)角度考慮和使用，還應(yīng)減輕本地電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，或至少不增加額外負(fù)擔(dān)。為了確保這一點(diǎn)，電網(wǎng)運(yùn)營商應(yīng)制定運(yùn)營規(guī)范和限制，以考慮具體的電網(wǎng)情況。
所提出的三個(gè)運(yùn)行模式定義旨在建立一個(gè)共同的理解。這些術(shù)語不僅限于儲(chǔ)能系統(tǒng)，還可以涵蓋所有靈活的設(shè)備。在正在進(jìn)行的試點(diǎn)項(xiàng)目中，巴伐利亞能源公司正與相關(guān)運(yùn)營商共同研究其實(shí)際可行性。這樣，儲(chǔ)能設(shè)備可以且應(yīng)當(dāng)成為能源轉(zhuǎn)型中的積極解決方案，不會(huì)顯著增加電網(wǎng)擴(kuò)建需求，從而總體上降低經(jīng)濟(jì)成本。
