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    完善新型儲能價格形成機制的思考及建議
    日期:2021-09-07   [復制鏈接]
    責任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
    完善新型儲能價格形成機制的思考及建議

    劉思佳 尤培培

    (國網能源研究院有限公司)

    實現“碳達峰、碳中和”目標是我國的重大決策部署,對構建清潔低碳、安全高效能源體系提出更高的要求。新型儲能是支撐新型電力系統的重要技術和基礎裝備,對推動能源綠色轉型、應對極端事件、保障能源安全、促進能源高質量發展、支撐應對氣候變化目標實現具有重要意義。近期國家發展改革委、國家能源局正式發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》,對完善政策機制,營造健康市場環境作出安排,明確提出健全新型儲能價格機制。健全新型儲能價格機制需考慮多種因素影響,既要通過有效的價格信號,引導電儲能項目有序規范建設和安全高效運行,吸引多元化的社會資本投資儲能建設,又要考慮儲能發展階段和我國電力市場建設進程,避免激勵過度,防范一哄而上增加系統成本的風險。

    一、國外新型儲能政策分析

    美歐日韓等發達經濟體的儲能政策主要聚焦實現2030年儲能技術突破、建立具有全球競爭力的儲能產業,以及允許儲能參與電力批發市場。多個國家的能源主管(特別是美國)認為開發低成本長時儲能是提高電網效率和安全性的關鍵。

    (一)美國

    一是聚焦引領儲能發展,力圖實現2030年儲能技術突破。

    2020年12月,美國能源部(DOE)發布了一份《儲能大挑戰路線圖》報告,進一步提升了儲能發展戰略地位。通過“三大課題”和“五大路徑”層層推進美國在儲能領域的發展,打造以終端使用為目標、研發和產業相結合的完整的儲能產業鏈,最終構建、維持美國在儲能技術領域全球的領先地位,實現2030年美國本土制造能夠滿足美國所有市場需求的儲能技術,并達到“本地創新,本地制造,全球部署”的終極目標。報告中重點探討了儲能領域三個不同的技術方向,包括:雙向電力儲能技術,化學儲能和熱儲能技術,靈活性電源和可控負荷,其中在雙向電力儲能技術中重點探討分析了鋰離子電池、鈉系(含鈉離子、鈉基金屬電池)二次電池、鉛酸電池、鋅體系二次電池、還包括其他金屬(鎂、鋁)體系電池、液流電池、可充電燃料電池、電化學電容器在內的電化學儲能技術以及抽水蓄能、壓縮空氣、液態空氣、重力儲能等機械儲能技術。

    2020年12月,美國國會立法通過了Better Energy Storage Technology(BEST)法案,該法案將在未來五年內為聯邦政府在儲能技術研究、開發和示范方面的創新投資提供10億美元的資金支持。該法案為各州、公用事業公司和儲能企業建立了一個新的競爭性撥款計劃,以在不同應用場景部署儲能。

    2021年1月,美國能源部宣布撥款4700萬美元支持含儲能在內的變革性能源技術。將支持整個能源領域具有潛在顛覆性的新技術,加速能源創新技術由實驗室向商業轉化,包括新型電動汽車動力電池、數據中心效率、電網現代化、減排和儲能的進一步發展。

    2021年3月,美國能源部宣布,西北太平洋國家實驗室(PNNL)投資7500萬美元的Grid Storage Launchpad將開始設計和建設,它將促進清潔能源使用,并加快低成本長時電網級儲能項目的開發和部署。

    二是推動儲能參與電力批發市場。

    2020年7月,美國聯邦上訴法院宣布,維持美國聯邦能源管理委員會(FERC)第841號令,FERC對儲能如何與其監管的州際輸電市場相互作用具有管轄權。這為美國的輸電網絡運營商開放儲能市場掃清了道路。FERC第841號令允許儲能資源參與主要區域輸電運營商(RTO)和獨立系統運營商(ISO)電網服務區域運營的批發市場。在FERC841法案下各獨立系統運營商為適應儲能物理特性,在能量市場、輔助服務市場、容量市場、輸電資產方面做出了各種的機制探索。

    2020年9月,FERC發布了第2222號令,提出美國大部分地區的區域電網和電力市場運營商允許在用戶側部署的分布式儲能系統參與批發市場。

    三是通過聯邦投資稅收抵免支撐儲能發展。

    目前,儲能系統只有在與符合投資稅收抵免(ITC)資格的可再生能源發電設施配套部署時,才能獲得投資稅收抵免。美國聯邦的ITC規定,如果為電池儲能系統充電的電力75%以上來自其連接的太陽能發電設施(而不是電網),則可以獲得稅收抵免優惠。

    美國新法案提議將獨立部署儲能系統納入ITC。在美國總統拜登提出的美國2022財年1.52萬億美元的預算方案中,包括了制定符合美國聯邦ITC條件的獨立部署儲能項目的政策。

    (二)歐洲及澳大利亞

    歐盟。歐盟委員會創建的電池技術創新平臺——“電池歐洲”(ETIP Batteries Europe)在2021年初發布了《電池戰略研究議程》,從電池應用、電池制造與材料、原材料循環經濟、歐洲電池競爭優勢四方面提出了未來十年的研究主題及應達到的關鍵績效指標,旨在推進電池價值鏈相關研究和創新行動的實施,加速建立具有全球競爭力的歐洲電池產業。

    2021年1月,歐盟委員會批準了29億歐元,用于支持電池儲能領域的研究,提高本地區電池制造能力,降低對第三方的依賴。重點支持本地的電池企業,包括產業鏈中上下游企業,其中名單包括Tesla、寶馬以及日本生產石墨負極的Tokai Carbon公司、Northvolt以及Enel公司。我國及韓國計劃在歐洲投資建設電池公司的企業不在上述名單之中。

    英國。2016年以來,英國大幅推進儲能相關政策及電力市場規則的修訂工作。英國從2016年開始允許包括電化學儲能在內的新興資源參與容量市場,容量市場允許參與容量競拍的資源同時參與電能批發市場,促進了英國儲能裝機容量快速提升。2017年,英國將儲能納入“英國智能靈活能源系統發展戰略”,使儲能具備參與英國電力市場的合理身份,并肯定其作用。英國天然氣和電力市場辦公室(OFGEM)于2019年6月對儲能定義進行了修訂,將儲能系統歸類為發電設施。這一舉措否定了原來具有爭議的儲能系統雙重收費政策,即將儲能系統作為用電設施進行收費的同時,又作為發電設施收費。這種雙重收費政策在歐洲各國普遍采用。儲能系統成為發電設施的優勢是能夠在業界已經熟悉的規則中工作,并且業界廠商了解儲能系統如何適應這些規則。

    2021年,英國政府撥款9200萬英鎊支持儲能在內的下一代綠色技術。其中6800萬英鎊用于進一步發展儲能技術,以支持未來的可再生能源系統。英國能源部長Anne-Marie Trevelyan表示長時儲能有望成為一個更智能、更靈活的低碳能源系統的關鍵組成部分,從而最大限度地利用可再生能源發電。這種儲能技術可以在很長一段時間內(包括數月或數年)儲存風電和太陽能發電,以及熱能。

    澳大利亞。澳大利亞國家電力市場(NEM)是單一電量市場,采用稀缺電價機制。NEM總的儲能系統采用現有市場參與者類別的框架,有雙重身份:就電力供應而言,與發電機有關;在購買方面,與電力消費者有關。澳大利亞能源市場委員會(AEMC)發布《國家電力修改規則2016》,提出將輔助服務市場開放給新的市場參與者,大大增加了儲能參與澳大利亞電力輔助服務市場的機會,不僅有助于增加澳大利亞調頻服務資源的供應,還能夠降低調頻服務市場價格。AEMC發布《國家電力修改規則2017》,旨在通過界定用戶側資源的所有權和使用權,明確用戶側資源可以提供的服務,來避免用戶側資源在參與電力市場過程中遭遇不公平競爭。2017年11月,AEMC將國家電力市場交易結算周期從現行的30分鐘改為5分鐘。這一機制不僅能夠促進儲能在電力市場中實現更有效的應用并獲得合理補償,還將推動基于快速響應技術的更多市場主體以及合同形式的出現,對儲能在電力市場中的多元化應用產生重要影響。頻率控制輔助服務(FCAS)市場是NEM運營的大型電池儲能系統獲得收入的主要驅動力。2020年,FCAS收入占到霍恩斯代爾電池儲能系統總收入的96%以上。

    澳大利亞近期的系統完整性保護計劃(SIPS)合同對我國開展電網側儲能電站招標具有一定的借鑒意義。澳大利亞維多利亞州能源、環境和氣候變化部長宣布,已經指示澳大利亞能源市場運營商(AEMO)與儲能開發商Neoen和儲能技術提供商特斯拉簽署建設一個名為“Victoria Big Battery”電池儲能系統合同。這個大型電池儲能系統將為維多利亞州與新南威爾士州之間的跨州輸電通道增加250MW輸電容量,從而通過減輕計劃外負載降低意外停電的可能性。為了使該項目符合條件,AEMO授予了一份為期10年的系統完整性保護計劃(SIPS)合同。

    AEMO進行了技術中立的競爭性兩階段招標過程,以確保獲得最優報價,并為維多利亞州的用電客戶帶來最佳價值。該儲能系統帶來的批發電力價格下降將意味著維多利亞州用戶將為他們的電力支付更少的費用。獨立分析顯示,在SIPS服務上每花費1澳元,收益對成本的比率為2.4澳元。

    (三)韓國和日本

    韓國、日本以成為儲能上下游技術的引領者為戰略目標,通過資助項目扶持本土儲能企業發展。

    韓國將打造具有全球競爭力的儲能產業作為政策支持的重心。2011年起,韓國知識經濟部(MKE)投入大量資金用于儲能技術開發和儲能市場構建。為培育儲能全產業鏈供應商,韓國的儲能技術研究領域貫穿上游的電池和元器件生產技術,以及下游的工程EPC、項目開發和軟件開發等。在政策的支持下,三星SDI和LG Chem等企業已躍升為全球儲能電池行業的龍頭。

    日本沒有出臺專門針對儲能產業的政策,而是通過資助重大項目的方式扶持本土電池儲能企業發展。截至2020年,日本國內累計相關投資達5萬億日元。以鈉硫電池為例,日本政府不僅在前期研發階段提供無償資金支持,從技術、市場、示范項目等多個方面進行扶持,而且在其投入商業化運作后,仍繼續給予補貼。日本持續性的補貼政策不僅推動了電池技術的快速成熟與應用,提升了電力用戶的災備能力,也帶動了日本鋰離子電池廠商快速提升全球競爭力。

    二、健全新型儲能價格形成機制需考慮的關鍵問題

    一是適應新型儲能的客觀發展階段,如何實現政策技術中立性,鼓勵多元發展,促進技術突破。盡管現階段一些儲能技術的應用在局部地區的特定場景、特定時段體現出優越的技術競爭優勢,但總體上儲能目前仍處在技術和商業發展的初期,儲能成本下降和技術提升的速度存在較大不確定性。充分考慮新型儲能技術仍處于快速發展階段尚未成熟的現實情況,需要對各種新型儲能技術同等對待,為各種技術類型公平競爭創造良好條件,以良性競爭促進技術創新、推動產業發展。

    二是適應我國電力市場建設進程,如何分階段形成合理的價格信號體現儲能價值。儲能參與電力市場的價值可分為三個方面:容量價值、能量價值和輔助服務價值。理想情況下,儲能可參與不同市場、提供不同的能源服務,并通過相應的價格機制獲得收益?,F階段,我國電力市場的建設還不成熟。僅有部分試點省區正在建立現貨市場并啟動了連續模擬試運行;電力輔助服務市場仍處于初級發展階段,產品種類仍不健全;容量市場尚未建立。在世界主要工業化國家爭相建立具有全球競爭力儲能產業的關鍵時期,促進我國新型儲能產業健康快速發展的價格機制不能等待我國電力市場建設的成熟,需要與電力市場建設進行有效銜接推進。

    三是適應我國當前“雙軌制”的現實情況,基于應用場景合理劃分新型儲能分類,實現分類施策??紤]我國上網、輸配、銷售的電價機制現狀,根據儲能在電力系統中的位置不同,應將新型儲能分為電源側儲能、用戶側儲能和電網側儲能。其中,電網側儲能又包括兩類:電網替代性儲能設施和電網側儲能電站。

    電源側儲能主要服務所配套電源,優化電源上網供電曲線,支撐風電、光伏等非化石能源電源符合電源可控性要求,降低市場收入風險,增加發電收入。目前的上網電價機制雖然尚未直接充分體現各種輔助服務及可控容量等價值構成部分,但總體上涵蓋了電源側包括電力平滑、頻率跟蹤和電壓支撐能力等在內的整體電力價值?,F階段要求新能源配儲能具有一定合理性,即現階段電源側儲能的成本疏導機制應遵循先向電源側疏導再間接傳導到用戶的基本邏輯。以支持“電源+儲能”商業模式為核心,進一步完善電源側儲能價格形成機制,推動新型儲能與所配套的電源一起參與電力市場;同時,加快推進電力市場建設完善市場價格機制,進一步體現電源側儲能價值。

    用戶側儲能主要服務所配套的用戶,通過優化負荷曲線、需量管理、支撐綜合能源服務以及需求側響應等作用,降低用戶用能成本,提升用戶供電可靠性。以推動形成合理的峰谷電價價差為核心,進一步完善用戶側儲能價格形成機制,與所配套的用戶一起參與電力市場;同時應推動形成合理的用戶分時電價、完善需求側響應可中斷負荷電價機制,支持用戶側儲能價值的充分發揮。近日,國家發展改革委印發《關于進一步完善分時電價機制的通知》,從六個方面對現行分時電價機制作了進一步完善,其中一大亮點就是合理拉大了峰谷電價價差,這為引導電力用戶削峰填谷、促進儲能加快發展釋放了清晰強烈的價格信號。

    電網替代性儲能設施,不能獨立運行,而是作為電網建設的一種技術手段,可以明顯減少變電容量及輸配電線路的建設,降低電網投資。需履行必要的審核程序、經政府主管部門批準后方可投資建設,納入輸配電有效資產,通過輸配電價回收。

    電網側儲能電站,可以獨立運行,接受電網統一調度控制,具備調峰、調頻、事故備用等功能,用以保障公共電力系統安全穩定運行或提升其整體經濟性。在尚不具備完全通過市場形成價格的情況下,與電力市場建設發展進程相適應,建立電網側儲能電站競爭性電價機制。電網側儲能電站收入由電力市場競價收入和容量招標收入兩部分構成。為鼓勵儲能電站提高利用率、積極參與市場,對于在招標合同明確的合約量(年計劃利用小時、計劃調頻里程等)以內的服務,儲能電站參與電力市場的收益需沖抵對應的容量招標收入;對于儲能電站在合約量以外服務,從電力市場獲得的收入由儲能電站享有。

    三、相關建議

    一是現階段以激勵新型儲能技術及產業發展為主,基于電源側、電網側、用戶側儲能的不同特點針對性完善價格機制及市場機制,有效發揮價格信號的指揮棒作用;電網側儲能更多作為電源側儲能配置不足情況下的緊急補充或者作為技術引領探索試點項目,應做好電網側儲能容量招標的總量及總費用限制,避免資源浪費。

    二是應為未來儲能行業大發展做好政策研究儲備和預留相應價格空間。未來低成本長時儲能將是低碳能源系統的關鍵組成部分,儲能產業的健康發展將顯著提升我國全球競爭力和影響力。

    三是建議政府相關部門在稅收、研發投入等方面加強對儲能行業的支持力度,共同推動形成具有全球競爭力的儲能產業。 

    原標題:完善新型儲能價格形成機制的思考及建議
     
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    來源:能源研究俱樂部
     
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