一、中國(guó)光儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模
根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，中國(guó)已投運(yùn)的、與光伏配套建設(shè)的儲(chǔ)能項(xiàng)目(含熔融鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目，以下簡(jiǎn)稱“光儲(chǔ)項(xiàng)目”)的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為800.1MW，同比增長(zhǎng)66.8%，占中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目(含物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和熔融鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目)總規(guī)模的2.5%。2019年，新增投運(yùn)光儲(chǔ)項(xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模為320.5MW，同比增長(zhǎng)16.2%。黃河水電、魯能集團(tuán)、協(xié)合新能源等新能源企業(yè)對(duì)儲(chǔ)能的理解和認(rèn)識(shí)逐步加深，也更加認(rèn)同儲(chǔ)能為光伏電站帶來的價(jià)值。
圖1：中國(guó)已投運(yùn)光儲(chǔ)項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模(2016-2019年)
數(shù)據(jù)來源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)
1、集中式光儲(chǔ)項(xiàng)目
根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，中國(guó)已投運(yùn)的、與集中式光伏電站配套建設(shè)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為625.1MW，占全部光儲(chǔ)項(xiàng)目總規(guī)模的78.1%。從地區(qū)分布上看，項(xiàng)目主要分布在我國(guó)的“三北”地區(qū)，其中，青海的累計(jì)投運(yùn)規(guī)模最大，為294.3MW，占比達(dá)到47.1%。2019年，國(guó)網(wǎng)青海電力公司創(chuàng)新提出共享儲(chǔ)能理念，建立了全國(guó)首個(gè)共享儲(chǔ)能區(qū)塊鏈平臺(tái)，通過雙邊協(xié)商、市場(chǎng)競(jìng)價(jià)和電網(wǎng)調(diào)度三種交易模式，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電站與新能源企業(yè)間市場(chǎng)化交易的先河，推動(dòng)了儲(chǔ)能在促進(jìn)新能源消納方面的規(guī)?；瘧?yīng)用，為集中式光儲(chǔ)開啟了一個(gè)新的市場(chǎng)。此外，青海省還有兩個(gè)熔融鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目均于2019年9月成功并網(wǎng)運(yùn)行，分別是位于共和的中電建50MW熔鹽塔式光熱電站項(xiàng)目和位于格爾木的魯能多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程中50MW塔式光熱電站項(xiàng)目。
圖2：中國(guó)已投運(yùn)集中式光儲(chǔ)電站項(xiàng)目的地區(qū)分布(MW%)
數(shù)據(jù)來源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)
2、分布式光儲(chǔ)項(xiàng)目
根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年底，中國(guó)已投運(yùn)的、與分布式光伏配套建設(shè)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為175.0MW，占全部光儲(chǔ)項(xiàng)目總規(guī)模的21.9%。分布式光儲(chǔ)項(xiàng)目的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)比較多樣，主要包括偏遠(yuǎn)地區(qū)光儲(chǔ)、工業(yè)光儲(chǔ)、光儲(chǔ)充式電站、海島光儲(chǔ)和軍方光儲(chǔ)等。其中，偏遠(yuǎn)地區(qū)光儲(chǔ)項(xiàng)目的累計(jì)投運(yùn)規(guī)模最大，為69.1MW，占比達(dá)到39.5%，比去年同期下降近14個(gè)百分點(diǎn)，而工業(yè)光儲(chǔ)項(xiàng)目的占比則比去年同期提升了近8個(gè)百分點(diǎn)，利用光儲(chǔ)模式降低電費(fèi)支出的工業(yè)用戶越來越多。
圖3：中國(guó)已投運(yùn)分布式光儲(chǔ)項(xiàng)目的應(yīng)用場(chǎng)景分布(MW%)
數(shù)據(jù)來源：CNESA全球儲(chǔ)能項(xiàng)目庫(kù)
二、中國(guó)光儲(chǔ)項(xiàng)目案例分析
1、青海格爾木直流側(cè)光伏電站儲(chǔ)能項(xiàng)目
項(xiàng)目位于青海省海西蒙古藏族自治州格爾木市光伏產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，總包單位為華能集團(tuán)。光伏電站規(guī)模為180MW，儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模為1.5MW/3.5MWh，采用鉛炭電池和磷酸鐵鋰電池，通過日均充放電一次的策略進(jìn)行棄光存儲(chǔ)。項(xiàng)目于2018年1月投運(yùn)，整體投資95萬元。
圖4：光伏電站分布式直流側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)示意圖
圖片來源：華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院
項(xiàng)目采用了分布式直流側(cè)光伏儲(chǔ)能技術(shù)，如圖4所示，解決了儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏電站間接入匹配問題。與傳統(tǒng)交流側(cè)光伏儲(chǔ)能技術(shù)相比，分布式直流側(cè)光伏儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，不僅減少了光伏組件與電池之間的功率變化，還可以充分利用原光伏逆變器系統(tǒng)的逆變?cè)O(shè)備、升壓設(shè)備和電纜線路，以減少設(shè)備投資和占地。另外，直流側(cè)接入不影響光伏電站的原有出線容量，也不涉及新增并網(wǎng)設(shè)備的相關(guān)報(bào)批，避免了手續(xù)繁雜帶來的各種問題。對(duì)于早期上網(wǎng)電價(jià)較高的光伏電站，通過儲(chǔ)能改造，可以顯著增加光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電量和經(jīng)濟(jì)收益。
案例中的光伏電站屬于比較早期的電站，上網(wǎng)電價(jià)為1元/kWh，以250kW/500kWh鉛炭?jī)?chǔ)能系統(tǒng)為例進(jìn)行測(cè)算，接入光伏電站，其所發(fā)電量可享受與光伏電站一樣的上網(wǎng)電價(jià)，儲(chǔ)能系統(tǒng)年充放電次數(shù)4000次，年增發(fā)電量約為150000kWh，年增發(fā)電量收益約15萬元，項(xiàng)目投資回收期約6.96年。目前來說，針對(duì)上網(wǎng)電價(jià)在0.9元/ kWh以上的光伏電站進(jìn)行改造或新增儲(chǔ)能系統(tǒng)，是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。而隨著儲(chǔ)能電池成本的不斷下降，上網(wǎng)電價(jià)在0.7元/kWh以上的光伏電站是可以考慮選擇新增儲(chǔ)能系統(tǒng)的。
2、比亞迪工業(yè)園新能源微電網(wǎng)項(xiàng)目
項(xiàng)目位于深圳市坪山新區(qū)比亞迪廠區(qū)，由比亞迪電力科學(xué)研究院自主承建，于2013年9月開工，2014年7月竣工，占地面積1500平方米，建設(shè)容量20MW/40MWh，總投資1.48億元。電站由中壓系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電池及電池管理系統(tǒng)組成，其中能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電池及電池管理系統(tǒng)均是比亞迪自主研發(fā)產(chǎn)品。整個(gè)電站由59000節(jié)220ah電芯，128個(gè)160kW PCS系統(tǒng)組成，設(shè)計(jì)壽命20年。電站的主要功能是平滑光伏發(fā)電，峰谷電量搬移，實(shí)現(xiàn)工業(yè)園區(qū)用電負(fù)荷自主調(diào)節(jié)。
根據(jù)當(dāng)時(shí)電站實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示：電站結(jié)合園區(qū)12MW屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，夜間存儲(chǔ)低谷電量，園區(qū)的實(shí)時(shí)用電可以根據(jù)外部條件實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能電站和電網(wǎng)取電的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配比方案。經(jīng)測(cè)算，僅從為園區(qū)節(jié)省的電費(fèi)和大工業(yè)用電基礎(chǔ)容量費(fèi)兩項(xiàng)考慮，預(yù)計(jì)八年可以收回成本，在峰谷電價(jià)差較大的地區(qū)，在當(dāng)時(shí)已初顯商業(yè)化價(jià)值。
從分布式光儲(chǔ)項(xiàng)目的共性上看，儲(chǔ)能模塊的有無，跟光伏發(fā)電收益的關(guān)系不大，主要取決于用戶側(cè)的峰谷價(jià)差大小，而從目前來看，在現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)成本條件下，峰谷價(jià)差在0.75元/kWh以上的地區(qū)，才具有開發(fā)此類項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
三、中國(guó)光儲(chǔ)政策環(huán)境
從近兩年發(fā)布的與光儲(chǔ)相關(guān)的政策來看，對(duì)光儲(chǔ)應(yīng)用影響較大的除了“531”新政這類國(guó)家級(jí)政策以外，還包括安徽、新疆、西藏、山東、江蘇等省以及西北等區(qū)域發(fā)布的地方級(jí)政策。現(xiàn)將這些政策總結(jié)如下：
2018年5月31日，國(guó)家發(fā)展改革委下發(fā)了《關(guān)于2018年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知》(簡(jiǎn)稱“531”新政)，收緊了光伏的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)，明確了未來光伏產(chǎn)業(yè)平價(jià)上網(wǎng)和無補(bǔ)貼的發(fā)展基調(diào)。光伏企業(yè)紛紛把目光投向儲(chǔ)能，并將光儲(chǔ)結(jié)合作為未來光伏走向市場(chǎng)化的出路之一。
2018年9月，合肥市政府發(fā)布首個(gè)分布式光伏儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策——《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，鼓勵(lì)光儲(chǔ)應(yīng)用，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)給予1元/kWh充電量補(bǔ)貼。
2018年底，西北能監(jiān)局發(fā)布新版“兩個(gè)細(xì)則”，加強(qiáng)了可再生能源場(chǎng)站的考核精度和罰款力度，同時(shí)也提高了補(bǔ)償?shù)姆N類和標(biāo)準(zhǔn)，考核與補(bǔ)償日益差異化。新能源企業(yè)可以通過新增加儲(chǔ)能設(shè)備優(yōu)化場(chǎng)站運(yùn)行能力，既減少相關(guān)考核量，又增加補(bǔ)償收益。
2019年6月，新疆發(fā)改委正式發(fā)布《關(guān)于在全疆開展發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)試點(diǎn)的通知》，對(duì)于新增儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏電站，將增加100小時(shí)的優(yōu)先發(fā)電電量，持續(xù)五年。
2019年8月，山東能源局印發(fā)《關(guān)于做好我省平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目電網(wǎng)接入工作的通知》，鼓勵(lì)較大規(guī)模的集中式光伏電站自主配備適當(dāng)比例的儲(chǔ)能設(shè)施，減少棄光風(fēng)險(xiǎn)。
2019年12月，江蘇能監(jiān)辦先后發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)新能源并網(wǎng)消納有關(guān)意見的通知》和《江蘇省分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易規(guī)則(試行)》，鼓勵(lì)新能源發(fā)電企業(yè)配置一定比例的電源側(cè)儲(chǔ)能設(shè)施，支持儲(chǔ)能項(xiàng)目參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)，推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源協(xié)調(diào)運(yùn)行，進(jìn)一步提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力;指出分布式發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)采取安裝儲(chǔ)能設(shè)施等手段提升供電靈活性和穩(wěn)定性，也可采取多能互補(bǔ)方式建設(shè)。
其中，新疆的政策，針對(duì)集中式光儲(chǔ)項(xiàng)目，雖然給予項(xiàng)目100小時(shí)的優(yōu)先發(fā)電電量，但經(jīng)過一些項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)商的測(cè)算，投資回報(bào)率并不理想，即便如此，這類項(xiàng)目仍然存在一些潛在的盈利點(diǎn)。目前，西北五省的輔助服務(wù)改革，包括電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的建設(shè)，都在進(jìn)行中。未來，光儲(chǔ)項(xiàng)目也很有機(jī)會(huì)參與提供調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)，參與可再生能源電力交易。另外，在經(jīng)濟(jì)性并不理想的當(dāng)下，一些企業(yè)依然選擇布局建設(shè)光儲(chǔ)項(xiàng)目，也是為未來潛在盈利點(diǎn)積累項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造機(jī)會(huì)，而這類項(xiàng)目的商業(yè)模式，所有權(quán)、資金方案，角色分工，合作模式等，也都在探索中。
四、光儲(chǔ)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
中國(guó)的光儲(chǔ)發(fā)展趨勢(shì)與光伏發(fā)展趨勢(shì)息息相關(guān)，從初期主要依靠現(xiàn)有光伏補(bǔ)貼政策，以及個(gè)別省市的光儲(chǔ)補(bǔ)貼政策，通過峰谷價(jià)差節(jié)省電費(fèi)，通過提高供電可靠性和電能質(zhì)量減少損失，逐漸向支持光伏發(fā)電的自發(fā)自用、促進(jìn)光伏發(fā)電的就地消納這一模式來轉(zhuǎn)變，在這個(gè)時(shí)期，光伏補(bǔ)貼開始退坡，市場(chǎng)化初期初現(xiàn)，光儲(chǔ)項(xiàng)目除了可以提高光伏發(fā)電的收益以外，還能延緩配網(wǎng)投資，提高供電穩(wěn)定性，另外，還能提供一些配售電的增值服務(wù)。未來，用戶可以通過光儲(chǔ)應(yīng)用規(guī)避高電價(jià)，以降低電力成本，還可以通過光儲(chǔ)應(yīng)用參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，參與電力市場(chǎng)交易，獲取額外收益。同時(shí)，這個(gè)時(shí)期，還將會(huì)涌現(xiàn)出多種商業(yè)模式，正式進(jìn)入全面市場(chǎng)化階段。
全球能源轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨，高比例可再生能源是未來全球能源轉(zhuǎn)型的方向，而在高比例可再生能源結(jié)構(gòu)中，光伏發(fā)電的占比是最大的。根據(jù)國(guó)際可再生能源署(IRENA)預(yù)測(cè)，到2050年，全球光伏發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到8519GW，風(fēng)電的裝機(jī)規(guī)模為6014GW，二者合計(jì)占全球電力裝機(jī)的72.5%?？稍偕茉吹拇蟀l(fā)展，需要儲(chǔ)能等靈活性資源作為支撐。根據(jù)IRENA針對(duì)全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的預(yù)測(cè)顯示，在基準(zhǔn)場(chǎng)景下，到2030年，全球固定式儲(chǔ)能電站容量將達(dá)到100-167GWh，在理想場(chǎng)景下，這一數(shù)字將達(dá)到181-421GWh，無論哪種場(chǎng)景，應(yīng)用于光伏電量時(shí)移的儲(chǔ)能容量都是占比最大的。
因此，未來，在向高比例可再生能源轉(zhuǎn)型和規(guī)模化發(fā)展光伏發(fā)電的進(jìn)程中，光儲(chǔ)模式將成為儲(chǔ)能未來發(fā)展的一個(gè)主要模式，儲(chǔ)能將會(huì)迎來巨大的潛在市場(chǎng)。
