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中美瞄準大型儲能,2023年從量變到質(zhì)變 |
(時間:2023/2/10 10:09:01) |
2022年,盡管新型儲能盈利難的問題仍未有效破解,但各地政策致力于疏導儲能成本的努力取得了一定成果。在賦予儲能獨立市場主體地位,不斷破除儲能參與輔助服務和現(xiàn)貨市場障礙,以及通過容量補償機制拓寬儲能獲利渠道等方面都取得成功經(jīng)驗。而國際上,受《通脹削減法案》(IRA)激勵,美國大型儲能異軍突起,也給中國儲能發(fā)展提供了一定的借鑒。面向新能源調(diào)節(jié)和電網(wǎng)保障運行的大規(guī)模儲能將成為未來發(fā)展方向,2023年是否即將迎來爆發(fā)點?
一、中美大型儲能發(fā)展成果
(一)中國大型儲能發(fā)展預期加強
中國儲能的發(fā)展走了一條艱難突破的道路,在商業(yè)模式不健全的情況下,近年儲能的放量得益于各地要求新能源按比例配置儲能的要求,但強制配置儲帶來運行效率低、質(zhì)量參差不齊和新能源成本顯著增加等問題。2022年開始,各地政府明顯加強了市場化導向,努力通過市場交易等機制疏導儲能成本,而滿足交易門檻的大型儲能項目成為主力,其中共享儲能成為各界關注的焦點。
盡管參與市場的各項盈利尚不足以支撐儲能的高昂成本,但儲能的商業(yè)模型已初步搭建,行業(yè)正在靜候儲能成本、峰谷價差、容量補償?shù)汝P鍵參數(shù)的優(yōu)化,屏息期待著量變產(chǎn)生質(zhì)變的一刻,見證大型儲能爆發(fā)式增長。
在此之前,中國儲能行業(yè)以其獨有的韌性開始了提前布局。據(jù)不完全統(tǒng)計,2021年底以來,全國共有山東、浙江、河北、河南等省市發(fā)布了儲能示范項目招標結(jié)果,總規(guī)模超過40GWh。盡管發(fā)布信息的項目建設情況仍不確定,但市場對于儲能的快速發(fā)展預期再次加強。同時,各地政府也將儲能發(fā)展作為促進新型電力系統(tǒng)建設和產(chǎn)業(yè)振興的重要支撐,根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計的25省級政府制定的“十四五”儲能裝機目標,總規(guī)模已超60GW。
(二)美國大儲異軍突起
與歐洲戶用儲能為主不同,美國走的是表前(大型)儲能的道路。得益于美國部分州的新能源快速發(fā)展以及政策的大力支持,近兩年美國大型儲能異軍突起。
2021年,美國新增儲能裝機量首次突破10GWh,而表前儲能占比超過80%。受益于加州對儲能的補貼以及容量購買政策,加州儲能裝機增長最明顯,2021年并網(wǎng)儲能占比達到60%。
2022年8月,美國通過通脹削減法案(IRA),擴展了對儲能的ITC(投資稅收抵免)支持范圍、力度和時間。IRA將獨立儲能納入補貼范圍,滿足一定條件的儲能項目的抵免力度可達到投資額的30%,儲能市場得到極大激活。據(jù)伍德麥肯茲數(shù)據(jù),2022年上半年美國表前儲能新增裝機達5GWh,業(yè)內(nèi)預測全年有可能達到13GWh-15GWh,而2023年裝機將翻番。
美國大型儲能呈現(xiàn)出配置時長持續(xù)增長的趨勢。根據(jù)相關研究報告顯示,美國開發(fā)和在建項目平均時長已超過3小時。向長周期儲能發(fā)展,是大型儲能服務于電網(wǎng)調(diào)節(jié)運行的必然趨勢,將極大增加對儲能總?cè)萘康男枨蟆?
二、詳解中美儲能盈利模式
(一)中國儲能多項收益齊頭并進
近年來,我國能源主管部門出臺了多項儲能政策文件,除電網(wǎng)側(cè)替代性儲能外,基本思路是依靠市場化手段,促進儲能獲利能力的改善。整體來看,儲能的盈利方式包括以下幾類:
1.參與輔助服務獲利
根據(jù)輔助服務的市場化程度,又可以分為市場化輔助服務和 “兩個細則”確定的固定補償,各地輔助服務的標準又呈現(xiàn)出較大的差異性。市場化方面,比較典型的有南網(wǎng)區(qū)域的調(diào)頻和備用輔助服務市場、廣東需求響應補償市場。由于輔助服務市場的復雜性,當前輔助服務市場是電網(wǎng)公司代理需求方的單邊市場,且全國輔助服務市場化程度仍較低。
固定補償方面,各區(qū)域通過“兩個細則”對調(diào)頻、調(diào)峰、備用等輔助服務提出固定額度的補償,相當于人為對調(diào)節(jié)資源進行定價,而各地固定補償標準對儲能的支持力度不一。而根據(jù)筆者的研究,不管是市場化還是固定補償,全國大部分地區(qū)的輔助服務收益對支持儲能獲利仍有較大的差距。
2.參與電能量市場獲利
利用電能量市場的峰谷價差進行套利,隨著現(xiàn)貨市場的推進,理論上儲能的應用場合更加廣泛,其盈利方式也更加靈活。但隨著價格的波動將促進更多的靈活性資源進入市場調(diào)節(jié),現(xiàn)貨市場價格高低與出現(xiàn)時段也更加具有不確定性,通過現(xiàn)貨市場獲利面臨較大的風險,單純以現(xiàn)貨市場支撐儲能大規(guī)模發(fā)展,在我國當前現(xiàn)貨市場價格水平下仍較難。
3.容量租賃收益
由第三方投資建設的大型獨立儲能電站(獨立儲能),通過將全部或者部分容量租賃給新能源電站等需求方,從而獲得租賃收益的方式。容量租賃是按能力付費的方式,提供了一種儲能電站獲得穩(wěn)定收益的渠道,類似抽水蓄能的容量電價,與新型儲能的資產(chǎn)屬性進行了很好的匹配。但現(xiàn)階段,各地缺乏容量租賃的定價標準。此前,河南出臺了政府層面的指導建議價格200元/kWh·年,廣西為160元-230元/kWh·年,但如果按照成本+收益的定價方法,大型儲能電站容量租賃按照300-350元/kWh·年才符合當前儲能建設成本。
容量租賃延伸到電網(wǎng)側(cè),就是電網(wǎng)側(cè)儲能的容量電價。盡管當前各地尚未出臺針對電網(wǎng)側(cè)替代性儲能的容量電價細則,但服務于電網(wǎng)的南網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻公司的儲能電站已采用類似方式。根據(jù)批露信息,南網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的電網(wǎng)側(cè)獨立儲能主體與電網(wǎng)公司簽署電能轉(zhuǎn)換及調(diào)峰服務協(xié)議,為電網(wǎng)提供快速備用、區(qū)域控制、日常存儲和孤島運行等輔助服務,并收取容量電費。南網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻公司在運的30MW/62MWh儲能項目年收益約為2185萬元,按容量計算的容量租賃費用約為350元/kWh年。
4.作為收益補充的容量補償收益
容量補償是對機組有效并網(wǎng)容量的補償,以激勵機組保電力供應的貢獻。以山東為例,在用戶側(cè)電費中包含一部分容量電費(基準為99.1元/兆瓦時,不同時段系數(shù)不一樣),而容量電費形成的資金池對電網(wǎng)中的機組按照有效容量(考慮時長)進行補償,通過容量補償使發(fā)電小時數(shù)低但一直運行的機組獲得合理的成本補償,能提升電網(wǎng)的備用安全水平。在山東,儲能也能獲得容量補償,部分體現(xiàn)了儲能的備用和保供價值。
儲能可以參與以上多種調(diào)節(jié),可按照其發(fā)揮的作用獲得收益。但容量租賃是否可以與其他收益疊加尚存爭論,筆者認為如果加裝儲能僅作為新能源并網(wǎng)的“路條”,可以進行收益疊加,但這明顯違背了政策制定者對于讓儲能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的初衷。所以收益疊加的模式很有可能改變,部分省份出臺的文件中已漸露端倪。未來容量租賃的模式很有可能變成投資人獲得容量租賃收入,而承租人獲得所租容量的使用權和參與市場的收益權。盡管已具備以上的獲利方式,但不可否認的是我國儲能的商業(yè)模式仍不是很明確,收益水平較低仍是阻礙儲能發(fā)展的重要障礙。
(二)美國:市場+政策雙向發(fā)力
美國儲能發(fā)展需求來自于加州、德州等州大比例新能源帶來的電網(wǎng)運行壓力,借助較為完善的電力市場環(huán)境,2018年美國儲能就已具備參與電能量、輔助服務和容量市場的條件。目前美國大型儲能的收益主要來自電能量市場套利、輔助服務收入和容量電價。
1.電能量市場套利。隨著風光發(fā)電占比的提升,特別是光伏帶來的“鴨形曲線”效應,現(xiàn)貨市場的電價差拉大,儲能的峰谷套利機會更大。但實踐表明電能量市場套利收入占比有限,以加州為例,根據(jù)CAISO的模擬仿真結(jié)果,2021年加州PG&E服務區(qū)日前現(xiàn)貨市場平均最大價差僅為0.06美元/kWh左右,年峰谷套利收入在總收益中占比較小。
2.輔助服務收入。隨著新能源發(fā)展以及常規(guī)調(diào)節(jié)電源退出,儲能參與調(diào)頻等高價值輔助服務的機會增多。但調(diào)頻服務的規(guī)模有限,不足以支撐很大規(guī)模儲能的發(fā)展。仍以加州為例,2021年加州輔助服務市場規(guī)模為1.6億美元,但多年來整體市場規(guī)模維持穩(wěn)定。自2021年以來,調(diào)頻價格由于參與輔助服務的儲能項目增多而逐步下降。
3.容量收益。容量短缺是加州等新能源占比高的地區(qū)電力發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn),電力公司采用長周期容量購買方式能夠增加電網(wǎng)的容量充裕度,也為儲能提供了穩(wěn)定的收入。據(jù)BNEF資訊,南加州愛迪生電力公司(SCE)將斥資12億美元投資電池儲能,同時為這些電池儲能提供20年的長期資源充裕性合約,合約價格達到9.23美元/kW·月(折算為110.76美元/kW·年),該部分容量收益占儲能收入的一半以上。
除市場收益外,政策支持對于美國儲能發(fā)展也非常重要。美國IRA政策的實施,滿足條件的大型儲能得到30%的投資稅收抵免(ITC),能提高IRR收益約4個百分點(按10年回收期計算),ITC成為決定儲能盈虧平衡的關鍵因素。同時,加州加大了SGIP補貼對儲能的支持力度,計劃未來十年新增15GW的表前儲能,以應對越來越突出的“鴨形曲線”問題,極大刺激了加州儲能的發(fā)展,也是加州儲能容量在美國占比過半的重要原因。
三、現(xiàn)實困難與建議
隨著儲能盈利模型越來越清晰,行業(yè)分析人員都期待2023年迎來儲能的翻番行情。但要實現(xiàn)儲能盈利模型關鍵指標的優(yōu)化,使儲能獲得正收益,點燃行業(yè)的爆炸點,仍存在一定的現(xiàn)實問題。
(一)現(xiàn)實問題
根據(jù)上述分析,中美儲能在發(fā)展方向、盈利模式以及發(fā)展進程上,具有較多的相似性?傮w上儲能在中美都面臨不同程度的盈利問題,分解來看是儲能成本是否完全與市場相匹配,是否需求政策加持以及扶持程度等問題:
1.成本方面,F(xiàn)階段儲能成本過高是制約盈利模式推廣的核心原因,僅依靠儲能的市場屬性,其過高的成本在當前的電力市場環(huán)境中無法進行回收。我國僅廣東等省份,有條件給予儲能調(diào)峰超過其度電成本的收益;而美國也僅在加州等少數(shù)光伏占比高的地區(qū)以較高價的直接容量采購方式促進儲能的發(fā)展。上述地區(qū)儲能的發(fā)展都存在政策傾向性,但全面推廣可能帶來終端電費的上漲。單從調(diào)峰、調(diào)頻、電量轉(zhuǎn)移等功能來看,儲能面臨火電深調(diào)、可控負荷、電動汽車等更廉價的調(diào)節(jié)資源的替代,新型儲能完全依靠市場調(diào)節(jié)進行快速準入,仍依賴于新型儲能成本的較大程度下降和技術水平的持續(xù)提升。
2.我國電力市場與現(xiàn)有機制的矛盾。從完全市場化的角度,儲能的大規(guī)模發(fā)展以及調(diào)節(jié)收益的提升,來自于電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)性資源需求的持續(xù)上升。也就是說,電力供需、安全調(diào)節(jié)的不平衡程度越高,儲能才有更大的發(fā)展機會。但在中國,電網(wǎng)公司對系統(tǒng)安全的總托底,保障了中國電力的平穩(wěn)供應。以市場化手段促進各類調(diào)節(jié)性電源的發(fā)展,以價格為指揮棒促進新型儲能的準入,勢必要求電網(wǎng)保障托底的逐步退出,但這可能是一把動搖電網(wǎng)安全基礎的雙刃劍,也面臨很多操作上、權責分割上的困難。
3.政策的扶持。美國采用了市場與政策雙輪驅(qū)動的方式,政策很好的彌補了儲能真實成本與市場收益的差距,從而暴發(fā)出了猛烈的勢頭。政策扶持曾是中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的鑰匙,但現(xiàn)在:電力市場環(huán)境更好的美國,在不斷加強儲能、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度,以實現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)的超車;而中國似乎吸取了可再生能源補貼包袱的前車之鑒,對于儲能的實質(zhì)政策支持有限,而寄希望于“萬能的市場”,這不能不說是一件值得深思的事情。
(二)建議
僅就本篇分析內(nèi)容,提出幾點相關建議如下:
1.政策支持仍很重要。市場機制是儲能長遠發(fā)展的基礎,但在行業(yè)距市場化還有一步之遙的時候,政策助力踢出臨門一腳也非常關鍵。盡管大規(guī)模財政補貼已不現(xiàn)實,但參照美國出臺投資稅收抵免政策,既能極大提振儲能的投資熱情,促進產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大,也不會增加國家財政壓力。
2.提高容量收益比例。相對于具有較大風險的輔助服務和現(xiàn)貨市場交易,容量收益對于儲能能提供更加穩(wěn)定的收益,更符合儲能的資產(chǎn)特性,對于增長儲能投資信心作用明顯。建議在政府規(guī)劃和監(jiān)管的前提下,加大電網(wǎng)公司的容量采購力度,可以有效促進大型儲能發(fā)展,規(guī)范儲能電建設和運行標準,以及提升電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和保障能力。
3.充分考慮不同地區(qū)的差異。與美國類似,中國新能源發(fā)展程度具有明顯的地區(qū)差異,青海、甘肅、冀北等省級電網(wǎng)新能源占比早已超過50%,在作為整體平衡單元的各個區(qū)域電網(wǎng)中,西北、東北、華北的新能源占比也顯著高于其他區(qū)域,面臨的調(diào)節(jié)壓力更加明顯?紤]不同區(qū)域裝機稟賦與產(chǎn)業(yè)差異,在電力市場建設和政策制定過程中,如何構(gòu)建新型儲能廣泛參與的現(xiàn)貨市場和輔助服務市場,應做到因地制宜、各有側(cè)重。
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