文|吳俊宏
編者按:電改9號文啟動5年來已經實現了包括輸配電價改革在內的多個目標,近期改革更是進入了深水區,電力現貨市場建設正在加速,部分地區的進展依然值得期待。
對儲能行業來說,未來商業模式能否建立,與電改的進度息息相關。如果能建立起輔助服務考核新機制和補償機制,還原儲能和儲能服務的商品屬性,明確儲能在電力市場中擁有獨立的市場地位,確保儲能公平參與市場且價格商業化,儲能將有更多的發揮空間。
中能建華東電力設計院智慧能源室主任吳俊宏認為,隨著電力市場進一步完善,儲能現有的商業模式和機制面臨挑戰,後續的買單機制主要通過輔助服務市場來解決。儲能未來有效的應用場景包括以下六大類:新能源電站配套儲能、用戶側儲能、微電網儲能、分布式發電交易配套、增量配電網儲能和電網側儲能。
以下內容為吳俊宏近日在中關村儲能產業聯盟的線上演講,由「儲能100人」獨家整理。
一、電儲能的技術優勢
儲能首先有一個很重要的技術優點,可以削峰填谷。電多的時候,可以通過儲能儲起來。不夠的時候,可以通過儲能把電放出來。除了這種削峰填谷以外,它還有一個很重要的特點,可以快速響應為電力系統提供有功無功的支撐。在這種情況下,就能夠對新能源出力起到很好的平滑作用。讓電力系統對於新能源的接入,有一個更好的互動性和更好的友好性,進而可以促進整個電網對新能源的消納。
既然儲能有那麼多技術優勢,為什麼到現在為止,仍然沒有看到儲能的大規模應用呢?其實主要原因在於,儲能投資需要花錢。如果不需要花錢,我相信現在電力系統中,已經能夠看到很多儲能的場景了。一旦要花錢,就會涉及到一個問題,誰去投資的問題。投資之後,投資成本能不能夠得到有效回收?因為在電力行業裡面,很多投資方是國有資本,國有資本對於國有資產的投資,其實是一個很謹慎的行為。同樣,民營資本在投資的時候,其實也會考慮投資回報問題,甚至比國有資本考慮的更看重投資回報的收益率。
在這種情況下,儲能雖然有這麼多技術優勢,但是能不能取得比較好的投資回報,也就是儲能沒能得到大規模發展的主要原因。這一次電力體制改革讓整個電力系統各個主體的角色定位發生了變化,並且整個電力系統的運作機制也發生了變化,也給儲能帶來了一些新的機遇;另一方面對以前那些傳統投資,有優勢的項目,也帶來了一定的風險。
二、現階段為什麼不能進入輸配電價
新一輪電力體制改革主要有哪些呢?大家應該很清楚,新一輪電力體制改革始於2015年中發9號文。這一個文件我相信很多人都很清楚。但是很多人應該只清楚這個文件的名字,具體到這個文件有哪些內容,有什麼內涵,我相信很多人沒有認真讀過。大家會覺得中發9號文講的最重要的一個事,是我們可以自由地買賣電。不像以前,只能向電網公司買電。那麼在這種情況下,因為要買賣電,所以必須要建立一個市場,去支持買賣電。所以就涉及到電力市場的建設。然後在買賣電的情況下,最後到用戶手上的價格,從電廠端到用戶手上,所以也會有輸配電價改革。
其實9號文除了配輸電價改革,以及建立相應的電力市場機制以外,它還有很重要的內涵在裡面。比如說輸配電價改革,它其實不僅僅是為了滿足電力市場能夠得到有效支撐電力市場建設,能夠讓整個電力交易機制更加合理,它更多的是通過輸配電價改革的形式,去實現電網體制改革的目的。
在中發9號文下,電網公司現在的市場定位究竟是怎樣呢?去年很火的泛在電力物聯網,大家應該都很清楚。當時國網在提泛在電力物聯網的時候,有一個很重要的背景。其實就是一句話,避免管道化的風險。管道化其實也正是輸配電價改革的內涵,就是電網企業做好電網公司的本質工作,做好輸配電服務。
跟輸配電價成本監審其實有三個主要原則,是合法性原則,相關性原則,以及合理性原則。為什麼會是這三個原則呢?要做輸配電的經營,在輸配電投資的時候,所有的投資都得合法,主要是遵從會計法的相關法律。
相關性原則的話,跟咱們做輸配電業務相關的,這項投資是不是跟我們輸配電業務相關。電網公司以前在投儲能的時候,並且想把儲能計入到輸配電價裡的時候,就會有一個很重要的問題。它到底和我們電力系統的輸配電運營是不是相關?
這個問題,其實從電力系統技術角度而言,也是一個很模糊的問題。它和輸配電業務是有一定關係的。畢竟它可以幫我們輸配電業務做服務,比如說現在電力系統中還有很多的無功補償設備,這些無功補償設備實際上也是為輸配電安全做服務的。完全跟輸配電相關嗎?好像也不是。畢竟這個儲能,你可以把它當做負荷,也可以把它當做電源。
第三個問題就是合理性原則。電網公司在投資相關輸配電項目。並且需要把相關輸配電項目計入輸配電價的時候,有一個很重要的原則,就是這些項目是不是合理的。比如說電網公司投一個變電站,毫無疑問,變電站是為輸配電做服務的。但是這裡疊加一個合理性的問題。比如說這個地區在五年之內沒有負荷,那麼咱們去建設一個變電站,它可能就不合理,沒有必要性。
在這一次的輸配電價改革以後,提出了重要的《關於輸配電價定價成本的監審辦法》,在做針對輸配電業務投資的時候,就去約束電網公司,制定這些成本措施,最主要的一個目的,其實也是為了約束電網公司的無效投資,並且激勵我們電網公司有效投資。
新一版的成本監審辦法裡面明確提出,電儲能設施不能計入到輸配電價的定價成本裡,這個大家也是很清楚的。所以我花了這麼多時間跟大家解釋,為什麼電網公司投電儲能的時候,如果要進入到輸配電價裡,就會有相關的問題存在?為什麼這一版的文件裡面,明確把這個提出來?其實就是這麼一個背景。
以前沒有輸配電價這個概念的時候,電網公司也不需要做輸配電價成本監審。那麼在統購統銷的環境下,為了保障整個電力系統的安全穩定運行。那個時候誰來保障電力系統的安全穩定運行呢?也只有電力公司,也沒有其他的機構可以做到這一點。
現在明確電網公司,特別是在做電網側業務的時候,就是做輸配電服務的企業。比如說保證電網安全穩定的一些輔助服務的事情,應該讓市場去解決,不只是電網公司一家的事情。
三、用戶側現行商業模式面臨風險
電改之後,引起電儲能相關的第二個問題是什麼呢?以前很多專家,很多投資方,很多行業從業者一直講,現在電儲能沒有太多的投資收益率,最關鍵的問題是電力市場機制不完善,無法通過現貨市場,無法通過輔助服務市場,去實現它的價值。我們也可以想像一下,假如說這些市場機制都完善了,電儲能在市場中的主體定位究竟是什麼?這個很關鍵。既然儲能想在電力市場中獲得應有的價值,那定位就得很清晰。
《電力中長期交易基本規則》是2016年底的時候發布的。今年年初的時候,也發布了新一版的《電力系統交易基本規則的徵求意見稿》,現在還沒有發布正式稿。那麼在這個文件裡面,就定義了我們在整個電力市場中的成員有發電企業、售電公司、電網公司、電力用戶、還有電力交易機構、力調度機構和獨立輔助服務提供者。
如果按照這幾類主體來講的話,電儲能應該歸為哪一類呢?當然有人認為可以歸為電力用戶,作為用戶負荷的一類。但是也有人認為,可以作為發電企業的一類。還有人認為,可以作為獨立服務者的一類。甚至剛才談到電網公司投儲能的時候,想通過計入輸配電價的模式,其實想把它計入到電網企業一類。所以這就很關鍵,既然電儲能想在市場中,獲得我們的價值認可,那麼對我們的定位是什麼,就很關鍵。
假如沒有電改,我們現在會是一個什麼樣的環境。大家可以回想一下2015年以前,還沒有新一輪電改以前,那個時候用戶電價都算在目錄電價。一定周期內,給用戶核定一個目錄電價。那個時候也不用核定輸配電價,就核定一個目錄電價就行了。按照用戶的類型,工業、商業,還有居民等等,不同電價等級,核定一個目錄電價。
目錄定價裡面也會有峰谷平電價。為什麼會有峰谷平電價呢?其實也是源於我們整個電力系統的技術背景。整個電力系統來講,它其實最優的一個運行情況是怎樣的呢?最優的運行情況,就是說用戶負荷基本上是一條穩定的曲線。發電電源、發電功率,跟著用戶負荷也是一條穩定的曲線。這樣的話,整個電力系統的運行效率其實是最高的。用戶利用小時數高,電網側設備的利用小時數也高,電源的利用小時數也高。這個其實是電力系統最理想的運行狀態。
因為用電符合的隨機性,就用戶來講,用戶負荷的隨機性比較難以達到這種狀態。現在電力市場建設,需要用市場的價格信號去引導用戶去往這條曲線做。如果沒有市場怎麼辦呢?以前我們在目錄電價中,引入峰谷平電價去引導用戶。希望在高峰電價的時候,讓用戶少用電。而在低谷電價的時候,讓用戶多用電。比如說以前很多居民在晚上,特別是上海的很多居民都會在晚上洗衣服,為什麼呢?因為那個時候電價比較便宜。這種峰谷平電價,減少了峰谷差的作用,讓電力系統能夠有一個更好的運營效果。
在這種情況下,用戶儲能投資的盈利模式是很清晰的。因為有一個穩定的目錄電價條件。然後用戶的用電特性也是相對比較清晰。用戶側儲能的時候,其實也是前幾年,大多數用戶側儲能投資的模式,就是低谷或者平段的時候,吸收電力。高峰的時候,向用戶輸送電力。這是常用的用戶側儲能的一種模式。
在電改以後,已經取消了目錄電價。當然很多地方還沒有取消,但這是一個趨勢。就是要全面放開經營性電量,這是文件裡面反覆強調的。所謂的經營性電量,就是所有的非保底用戶,比如說居民,醫院,學校這種非保底用戶,都是屬於經營性用戶。這種電量是要全面放開的,放開之後,它的電價模式也放開了。
比如說以前12點是高峰,晚上12點是低谷。在以後任何一個時間段,都有可能出現高峰和低谷的電價,它是隨著市場而波動的。儲能面臨跟以前不一樣的市場環境。不能在一個穩定的邊界條件的模型下,去分析儲能的高峰電價是多少,低谷電價是多少。高峰電價的時段能有多少,低谷電價的時段能有多少。
用戶側儲能一直以來都有一個風險存在,就是說我們這個目錄電價什麼時候取消?什麼時候放開?比如說今年我們在投用戶側儲能項目的時候,是按照目錄電價去做的,比如說10千伏的工商業的目錄電價去做的。那麼能保證明年的時候依然是這個目錄電價嗎?或者後年的時候。這樣的話,可能在投資分析的時候,財務分析的邊界條件,跟實際是發生了比較大的變化。這其實也是用戶側儲能在電改,把經營性電量放開以後,會面臨著投資回收的風險。
四、儲能未來的六大應用場景
整個電改要建設電力市場除了電能量交易以外,還有一個很重要的輔助服務市場,輔助服務實際上是為了保證電力系統能夠安全穩定運行的一個必要措施。當然這裡面典型的輔助服務,中國的輔助服務主要就是調峰和調頻;可能國外的輔助服務裡面沒有調峰,因為含在現貨市場電能量交易裡面。
在電改以前,電源側去怎麼解決這些事呢?當時各個地方出了兩個細則,去考核電源有沒有能夠滿足整個電力系統安全穩定要求的,提供輔助服務的這麼一個措施。有的話可能就獎勵,沒有的話可能就懲罰。總體來講是電源內部的自我平衡,但是電改以後可能就不一樣了。將來就不是兩個細則去考核電源側儲能,而是輔助服務市場的規則去考核。
前幾年看了一個很有趣的現象是什麼呢?就是很多火電廠通過配製儲能,參與調頻,獲得比較大的盈利。這也是源於當時的政策背景。就是說某些地方的兩個細則裡面,對於火電廠參與調頻有比較好的政策優勢。但是這種政策優勢會隨著兩個細則的變化,或者說將來輔助服務市場進一步完善而消失的。所以對於傳統火電參與輔助服務市場的時候,電源側儲能的作用就發生變化了。
我講了這麼多電儲能跟以前不一樣的變化,是不是意味著以後電儲能投資就沒有好的機會呢?我覺得恰恰相反。正因為電改,以及電力市場進一步完善,那麼儲能就有了更多的發揮空間,我這裡主要列舉了六個有效的應用場景。
第一個是新能源電站配套儲能。前段時間有一個新聞,就是湖南要求一些新能源配置一定規模的儲能,也在行業裡面引起廣泛的討論。但是我也看過相關的報導。有些報導裡面提到,電力系統的一些資深人士,覺得新能源電站必須配儲能,不配儲能,新能源出力會有波動性。所以從技術角度而言,新能源電站必須得配儲能,讓整個電力系統更加的安全穩定,這是你的義務。
這個新能源電站的確有它的劣勢存在,就是出力不穩定,不能夠對電力系統的安全穩定產生很好的幫助,可能還會產生壞的影響。但是這種問題,可以通過其他的模式解決。即便現在沒有完善的電力市場和輔助服務市場,仍然可以有其他的一些,比如兩個細則,其他的模式去解決。是不是一定要配置儲能,這個是有爭議的。
當然在相關的報導裡面,也提到了新能源電站自己的一些看法。這種看法是新能源電站自己投資收益不高,再配儲能的話,投資收益更低。所以從投資收益角度上講,也不能讓配置儲能。所以我覺得這兩種觀點,其實都不完全正確。
假如沒有電改,新能源配製儲能很有可能成為以前新能源配置SVG一樣的強制性的技術要求。因為沒有其他的市場規則去約束它,為了保證電力系統安全運行,可能會要求新能源電站配置一定規模的儲能,這個是符合以前的習慣。但是電改以後,這個習慣可能就發生變化了。新能源的變動的確會對電力系統的安全穩定運行產生影響。但是這種波動的話,它可以通過輔助服務市場去解決。至於這個輔助服務,是由新能源通過自己的技術改造,還是說加儲能去解決還是通過輔助服務市場購買去解決,這個是新能源主體自己主動採取的措施。
新能源電站配不配置儲能,不是取決於新能源電站自己的投資收益有沒有達到你的理想狀態,同時也不是取決於新能源電站一定給電力系統造成了不良影響,必須得配儲能。而是應該有一套客觀的規則存在,讓他主動去配置或者不配置儲能。而這套規則是什麼呢?就是正在建設的成熟的市場機制。
市場機製成熟以後,特別是輔助服務市場機製成熟以後,一些新能源電站在這種情況下面,如果在市場機制下面,新能源電站不通過儲能的模式,可能會讓我們的電力效益在市場中處於一個比較劣勢的地位,換句話說就是賺不到錢。相反我們配置儲能以後,新能源電站能夠在市場裡面賺到錢。而這個時候,新能源電站自然而然就有一種主動配置儲能的行為。而這個時候,也不會有任何人去詬病,是不是強制新能源電站配置儲能這個事情。
第二個有效場景是用戶側。用戶側永遠會是儲能的一個有效應用場景。即便是我們的峰谷價差取消,這個用戶仍然是一個有效場景。但是這個時候,就像我剛才跟大家討論的問題一樣,儲能在裡面的主體身份到底是什麼呢?是按照用戶去考慮,還是按照其他去考慮呢?這個其實是不一樣的。哪裡不一樣呢?如果只是用戶來講的話,那其實蠻簡單,它就放在一個用戶裡邊,作為用戶配套的一部分,作為用戶負荷的一部分,去做這個事。
但是大多數用戶,特別是工商業的用戶,在未來的市場裡面,是不可能時時參與到市場裡面做交易的,用戶只作為零售端去用電。這樣的話,跟用戶配套的儲能,它最大的作用其實是反應到批發市場裡面去互動,去產生成本最低的這麼一種效果。因為用戶不去互動,我只是零售側。那用戶側在這兒其實是有一定矛盾的。
這個時候,售電公司會去幫用戶配置儲能。在市場價格比較高的時候,給售電公司籤約的零售用戶,不用市場的電,去用用戶側的儲能。這個模式是可以,沒問題,很理想。但是有一個問題是什麼呢?就是售電公司跟用戶籤約,不會是長期行為。可能有些用戶就是一年一籤。在這種情況下,儲能是不是還要跟著籤約用戶走呢?比如說今年籤的A用戶,在A用戶這兒推儲能。明年籤約B用戶,就把A用戶的儲能移到B用戶。所以這也是將來售電公司利用儲能,發揮市場優勢的時候需要考慮的問題。這個儲能到底放在哪裡?因為你要放在其他地方,當你要給用戶的時候,就會涉及到過網的問題,那過網費怎麼算?這個其實也很關鍵。
其實現在的售電公司也是分幾類的。剛才跟大家談到的,可能是屬於第三類售電公司,就是去市場上買電,然後賣給用戶。為了減少電力市場波動的風險,通過在用戶側配置儲能,去達到這個目的。但是這類售電公司最大的問題是,儲能是不是一定要跟著用戶走?在不同的用戶之間能不能進行調置,這是一個很重要的問題。
第二類售電公司的優勢很明顯,就是擁有配電網應用權的售電公司。這類售電公司的話,在整個增量配電網區域配置儲能的話,就完全能夠解決剛才所說的問題。在一部分用戶配置儲能的情況下,他的儲能可以調置給另外一部分用戶用。只要是在同一個售電公司的區域裡就行。因為在自己的配電區域,所以相關的固網費結算也有優勢,不會像第三類售電公司那麼複雜。
用戶側儲能還有一種模式是什麼呢?就是第三方輔助服務主體去做。在目前的市場規則下面,的確也是允許有第三方輔助服務主體存在的。只是說在實際開展的時候,和第三方輔助服務主體某些地方的落實,還不是很到位,但是的確是允許的。這個時候用戶側的第三方輔助服務主體,去做用戶側儲能的事情,其實他就可以幹更多的事。不只是幫助用戶自己本身去削峰填谷,甚至參與到輔助服務市場,都是可以的。那個將來也是在用戶側儲能在市場機制進一步完善以後,站在不同的主體身份,需要去考慮它的一種應用場景。
第三個是布式發電交易配套的儲能。電力市場建設,目前來講主要還是指傳統電源,或者大電源之間,跟用戶建立的交易,但仍然要經過電網,繳納電網的輸配電價,去進行交易。但是很多局部的,新興的一些分布式可再生能源的交易。目前來講,比較難以就近的交易,或者叫隔牆售電。所以前兩年國家出臺了一個政策,叫分布式發電交易,這個大家應該很清楚。而且也是咱們很多新能源企業都很期待的,能夠讓分布式發電交易快速推廣的一個政策。
在以前的模式下,在一個工商業用戶裡面,裝了一定的分布式光復以後,工商業用這一部分電,沒有問題。價格按照工商業電價結算。但是餘電來講,可能就沒有優勢,只能按照火電標杆上網電價去結算,這樣經濟性就大打折扣。但是如果有了分布式發電交易,可以跟就近的用戶交易,有一定的過網費。因為電網的資產也比較少,所以過網費理論上不會太高,會比較便宜。這樣整個項目的經濟性就上來了,所以大家都很期待我們的分布式發電交易能夠朝著這麼一點去走。
但是在相關的規則下,我注意到一個問題,強調的是調度機構去平衡分布式發電交易的不平衡電量。就是說分布式發電電源A和附近的用戶B交易,A發了多少電給用戶用,其實它只是一種合約上的行為。對於整個技術,電力系統運行沒有任何的變化。不會因為有了分布式發電交易,就讓局部的電力系統的發展,局部的分布電力發展更加優秀。因為這個時候,從這個用戶來講,不會因為有了這個分布式發電交易去改變我的用電習慣。這個分布式發電電源也一樣,能發就發,反正我有一個跟用戶的合約,反正這個不平衡的電力,有調度機構自己去平衡。
這樣的話,雖然說提升了可再生能源的投資積極性,但是沒有對電力系統起到任何的幫助作用。那在整個的電力市場中,從目前來看,會出現一種偏差考核的機制。其實偏差考核本質上,為了約束整個交易,能夠朝著我們原定計劃去走,去減少我們電力系統的波動,讓電力系統更加安全。通過局部的儲能配置,讓整個發用電曲線匹配,讓整個分布式發電交易匹配。
第四個是微電網的儲能。很多做儲能的會想像一種場景,就是在微電網中的應用。做微電網的也會覺得,儲能是微電網的一種必備的場景。在電改以前,咱們的微電網只是作為技術示範的時候,的確是這麼回事。需要配儲能去滿足微電網的基礎特徵,去實現微電網能夠自我平衡,能夠孤網運行。但是電改以後,隨著大多數的微電網投資朝著商業化方向發展以後,大家不得不考慮一個問題。就是怎樣的微電網才是一個比較有商業價值的微電網呢?那麼儲能在裡面到底能不能夠發揮它的價值?也就跟以前發生了不一樣的變化。
未來得微電網發展,一定要符合市場和用戶的需求,或者符合市場和用戶的買單需求。用戶和市場願意為他買單。那麼這種微電網它才有持續的生命力。如果微電網在孤網運行情況下,儲能可以提供安全供電。如果不需要孤網運行,也不需要自我平衡,不夠的電可以從市場上買。這個時候儲能在裡面的作用是什麼就很關鍵。儲能這種安全供電的能力,用戶是不是接受他?願意買單呢?
第五個是電網側儲能。目前來講,電網側儲能在文件裡面說,不能進入輸配電價,它是有現在的背景存在的。但是我同樣也講了一個觀點,我覺得電網側的儲能,也不能嚴格意義上來說,跟咱們的輸配電服務不相關。我舉一個很簡單的例子,以前做電力規劃的時候,特別是配電網規劃的時候,我們會發現一些問題。有時候為了滿足短時的符合高峰的需要,我們需要去擴建一臺主變,這樣它有可能非常不經濟。如果說我們在變電站裡面去上一套儲能,不僅可以去發揮這臺主變的功效,服務於供配電服務,它還可以可能發揮其他的一些價值比如說無功的價值。
將來能不能把電網側儲能計入到輸配電價裡呢?我覺得隨著監管的更加科學性,以及技術的發展,我覺得這個是有可能的,但需要做好兩個事,電網側儲能前期的科研論證,以及事後的監管。
第一個事情是,電網公司在投資想進入輸配電價儲能的時候,一定要做好可行性研究論證。是不是符合合法性,相關性,合理性的原則,把它闡述清楚。這個電儲能設備,是不是跟輸配電服務相關?投了電儲能,跟投傳統的電網,比如說變電站來比的話,有沒有更大的技術上,或者經濟上的優勢?通過這些去支撐電網側儲能項目的合理性。如果有這麼一點的話,我覺得電網側儲能進入輸配電價,也未嘗是不可的。而這種模式,其實也能夠激勵電網公司,更加有效提升他的投資。
另外一件事情就是監管。雖然事前做了很多工作,但是事後,是不是儲能的效果發揮了事前論證的效果呢?的確發揮了應有的功效,而不是把它當做一個電網側的擺設。
第六個是增量配電網裡面的儲能。增量配電網公司,它也是電網公司。所以這個增量配電網公司在做儲能的時候,同樣要考慮電網側儲能相關的一些問題,包括剛剛談到的一些問題。另外,因為增量配電網這個主體是一個特殊的主體。它其實是用來做綜合能源服務一種很好的模式。在這種情況下,增量配電網裡面儲能的功效,可能就不僅僅是電網側儲能的功效了,它可能還有用戶側儲能的功效,還能做輔助服務,還能夠為第二類售電公司參與減少市場風險的功效等等。
未來的儲能在電改的背景下,在電力工程投資嚴格監管的趨勢下,這六個場景就是我給大家提出的可能有效的場景。