电网“充电宝”何以持续掘金

电网“充电宝”何以持续掘金

“为什么在我国抽水蓄能能够享受容量电价而新型储能不能?”在第九届储能西部论坛暨新疆储能科技创新体系化建设研讨会上,中国能源研究会储能专委会副主任委员、清华大学教授夏清在其报告中呼吁。

新型储能技术‌,由于其在电力系统中的关键作用,被业内形象地比喻为电网的“充电宝”。

夏清认为,新型储能行业当前面临的最大问题是如何评估储能的价值,我们需要科学评估机制。

无独有偶,21世纪经济报道记者注意到,如何挖掘新型储能的价值,为新型储能提高盈利能力是本次大会期间多位与会专家热议的焦点。

西北地区新型储能发展空间巨大

一方面,以新疆为代表的西北储能市场正成为新型储能发展的高地。

中国能源研究会理事长史玉波表示,西部地区是国家能源战略基地,为新型储能规模化发展提供了丰富的应用场景。深入探讨以新疆为代表的西部地区新能源与储能融合发展新思路,对于服务我国西部新能源高质量发展,支撑中国式能源现代化建设具有重要意义。

中关村储能产业技术联盟、中国能源研究会储能专委会发布的《新型储能产业发展现状及趋势暨CNESA DataLink 2024年上半年储能数据》显示,西北地区中标规模引领全国,以独立储能和新能源配储应用为主;而新疆的中标规模和累计装机规模均位列全国榜首。

国网新疆电力有限公司总工程师、党委委员李渝介绍,截至2024年8月,新疆电网的新能源装机规模达8192万千瓦,占总装机比例达49.7%,是新疆第一大电源,预计2024年年底新能源装机规模将超过1亿千瓦。

截至2024年6月底,新疆新型储能累计装机5.50GW/17.80GWh,功率和能量规模均位列全国第一。

另一方面,新疆的新型储能实现了较好的转换率和利用率,高于全国平均水平,为新型储能成本回收难题做出了良好示范。

今年1至8月,新疆新型储能充电量27亿千瓦时,放电量23.2亿千瓦时,转换效率85.9%;新疆新型储能利用小时数达1158小时,是2023年同期的4.81倍。得益于储能电站,新疆电网新能源利用率提升3.1个百分点。

此外,中关村储能产业技术联盟理事长、中国能源研究会储能专委会主任委员、中国科学院工程热物理研究所所长陈海生强调,随着以新能源为主体的新型电力系统加快建设,新疆新型储能发展空间巨大,构网型储能以及4h及以上长时储能需求将逐渐加大。

重估新型储能价值

事实上,如何拆解新型储能“建而不用”的真实困境需要从其价值角度考量。

以近期美国电网运营商PJM发布的报告公布了其最新的容量市场拍卖结果为例,2025/2026交付年下RTO区域的基本拍卖的价格升高至每兆瓦日269.92美元,较去年同期拍卖价格28.92美元大幅升高,同比增长8.3倍,创新高的容量价格在国内外引起热议。

美国PJM的ELCC模型科学评估了新型储能容量价值,储能在高比例新能源为主的电力系统将发挥快速爬坡、顶峰保供的作用,夏清认为,这正是新型储能的容量价值所在。

夏清分析,新能源发电比例的提升,只是提供电量,而没有提供负荷高峰时刻所需要的电力,这对于电力系统的平衡而言是不可行的。新能源提供的电量如果没有储能配合,就无法形成电力电量协同平衡的效应。所以储能发挥了负荷高峰时刻的容量价值,所以需要有容量电价来体现其价值。

“储能在高比例新能源为主的电力系统将发挥快速爬坡、顶峰保供的作用,这正是新型储能的容量价值所在。”夏清解释。

加强电力供应保障性支撑体系是新型电力系统建设的重要工作之一。由于新能源发电存在波动性,在负荷超预期增长或新能源间歇性发电低下的情况下,有效发电容量将变得稀缺。在此情况下,新型储能能够快速跟踪新能源发电变化,通过承担系统的备用,及时释放类似于电量型机组的发电能力,从而满足尖峰负荷,有效支撑“缺容量不缺电量”的电力保供,一种经济的方式。

因此,夏清认为,要积极推进容量市场建设。具体来说,第一是将容量作为稀缺资源,通过竞争,形成合理的价格。第二是根据容量市场价格激励新能源配储,提升新能源的容量效用。第三是容量市场价格将激励用户在相同的电量需求下,尽可能降低容量需求,激励用户侧储能发展。

海外案例的“他山之石”

与此同时,得州与加州电力市场也成为我国电力市场发展值得借鉴的案例。

今年9月,美国得克萨斯州电力市场(ERCOT)的电力需求、净负荷与储能放电均破历史新高。但由于全天光伏出力强劲以及应急备用服务(ECRS)的上线,即使在高峰期,电价仍处于可控范围内。提供应急备用服务(ECRS)的大量储能放电比前一天创下的纪录高出20%。这其中,应急备用服务(ECRS)这一新的辅助服务品种为“电网保供”提供支撑。

在加州,自2024年3月到7月已实现连续100天至少部分时间由100%可再生能源(风电、光伏、水电)供电。

而在此前,加州在2022年5月才首度完成100%(99.8%)可再生能源供电记录,但仅维持2分钟,经过两年努力,现在每天最少能有5分钟,最长达数小时。

2018年9月,加州提出了2030年可再生能源发电占比超过60%、2045年实现100%可再生能源发电的目标。随着新能源渗透率的提升,电网可靠性成为重要问题。因此,加州投运了超过10GW电池储能,可满足20%峰值电力需求。

夏清还强调,在新型电力系统的应用中,储能有一个新的应用增长点,即更经济地保障供电可靠性,能够有效降低电网可靠性建设投资成本。

随着新能源发电规模的不断扩大,对电网安全稳定运行的要求日益提高,这给电网资产升级带来了严峻的挑战。为确保电网安全稳定,其建设必须冗余应对“其中一条线路的故障”,这将大幅提升电网在输配电容量方面的投资成本。然而,电力系统故障属于小概率事件,且同时率极低,投资的利用率往往较低。如果能够实现每一个台区都配备储能,作为备用让所有用户共享,则可避免为保障供电可靠性预留发电、输电、变电、配电的冗余容量投资。新型储能越分散,安全风险就越小;并网电压等级越低,其容量价值发挥的就越大,各电压等级电网均可减缓投资,减少电网输电成本。

在上述情况下,源网荷储当中的“储”恰恰能够解决这些小概率电网安全问题。

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