儲能在今天的能源革命中扮演著核心角色,儲能技術的創新與應用正給能源行業帶來顛覆性的變化。尤其是儲能在調頻市場的商業化應用,吸引了越來越多的企業和資本進入。
“目前,比較成熟的儲能用于火電技術,儲能輔助火電參與調頻是一個比較有前景的市場,尤其是今年在山西有了很多火電儲能聯合調頻示范項目。預計未來五年國內儲能調頻裝機量將保持8%的年均增長率,年調頻需求在1.5-2GW左右。”某權威專家在2018中國國際光儲充大會上指出。
儲能調頻需求漸顯
隨著新能源發電比例提高,為接納新能源并網,對電力系統調峰調頻等輔助服務能力要求不斷提升。目前我國電源結構仍以火電為主,火電在總發電量中占比高達71%,現階段以及未來一段時間內火電廠仍將承擔輔助服務功能,因此,加強火電機組調峰調頻能力成為當前火電發展重點。
但是火電機組的AGC調頻性能與電網的調節期望相比尚有差距,具體表現為調節延遲、調節偏差(超調和欠調)、調節反向、單向調節、AGC補償效果差等現象。儲能的出現恰好彌補了火電調頻這些不足。
尤其是電池儲能系統具有快速和精確的響應能力,單位功率的調節效率較高,可降低旋轉備用的容量,約可降低20%的運營費用,同時降低排放,且由于調頻服務的高附加值,可以降低電網儲能對于成本的約束。據李建林介紹,儲能調頻對傳統電源的替代效果是水電機組的1.67倍,燃氣機組的2.50倍,是燃煤機組的25倍。具體如下圖所示:
三到四年回本 三北成儲能調頻主戰場
儲能的自身特性是其參與電力輔助服務市場的先決條件。國內市場儲能參與調頻始于2016年,這一年國家能源局發布了《關于促進電儲能參與“三北”地區電力輔助服務補償(市場)機制試點工作的通知》,隨后2017年11月又發布了《完善電力輔助服務補償(市場)機制工作方案》,這兩個文件從國家層面給了儲能一個明確的定位,即國家政策上支持儲能參與調頻,包括允許第三方提供電力輔助服務。并且在國家的層面上,各地相繼出臺了一些配套政策。
除了政策開放程度不一外,各地區具體的實施細則也有所不同。在西北電網“兩個細則”中,AGC服務補償是從可用率、調節容量、貢獻電量三個方面進行考核,補償考核實行打分制,按照分值計算相應補償費用,每分對應金額1000元。華北電網“兩個細則”則是從標準調節速率、調節精度、響應時間三個方面來考核的,調節性能是三者的綜合體現,該規則按AGC調頻效果來進行補償,對電網AGC控制貢獻大的,獲得AGC補償相應就高。
以華北地區為例,三項考核指標分別代表K1、K2、K3,三個數乘起來以后,最大數是8,它的極限就是一個8。而就現有的火電基礎來看,三個數乘起來到3都很難,如果借助儲能調頻,儲能和火電技術配合,這個值就會得到大幅的提升,火電機組相應的補償費用就會高一些。
在火電儲能聯合調頻模式中,儲能企業和火電企業是一種合作關系,雙方可以根據各自的條件和需求進行各種形式的合作。從儲能電站的投資收益來看,按照業內比較認同的9MW/0.5h,那么一座儲能電站大概需投入4000萬元,再按照山西電網15元/MW的補貼規則來計算,每天的日收益將近8萬元,一年按300天計算,一年就是2400萬,收益還是相當可觀的。
今年上半年,科陸連續中標幾個火電儲能聯合調頻項目,截至目前,科陸參與的儲能調頻項目已經達到8個,位居同領域首位。科陸利用儲能設備的快速響應和精確控制能力為大型火電機組解決了發電側輔助服務中調頻、 AGC控制等難題。科陸營銷中心總監、智能電網BG副總裁鄧棟認為,科陸之所以在儲能領域取得一些成績主要得益于以下幾方面:領先的技術優勢;儲能電池、PCS、BMS、EMS等產業鏈整合優勢;對能源行業的精通;快速的市場反應能力;工程管理能力以及做了幾個不錯的示范項目。除了調頻,科陸以綜合能源服務商的身份在電網側儲能、用戶側儲能等領域也都取得了不俗的成績。
政府上的重視和支持、技術的進步和商業模式的成熟,儲能聯合火電機組參與調頻已開始興起。就現有的政策來看,儲能調頻市場主要分布在三北地區,同時隨著電力市場進一步深化,廣東、福建等地調頻的需求也將進一步釋放。鄧棟預測,將來很有可能出現獨立儲能電站參與調頻,目前能源局和山西正在開展相關調研工作,比如可以利用已經停運的火電機組的送出線路來將儲能并入大電網做調頻。
傲普能源設計運營總監昂莉認為,國內部分區域可能推行現貨市場,若參考美國PJM市場規則,會包括輔助服務市場,那么電儲能的應用場景會擴大,如參與一次調頻,調峰和黑啟動,補償費用會更高。比如特斯拉在南澳的獨立儲能電站項目,自動承擔了黑啟動的任務,一動就是上億元的利潤,進一步給了業界信心。
收益雖快 潛在風險仍需慎重
據鄧棟介紹,儲能調頻收益還是比較理想的,一般項目都能做到3~4年回本。但是儲能調頻也存在一定的風險,站在商業的角度不鼓勵宣傳夸大短時間回本,還是要有一定的商業投資邏輯。調頻是零和游戲,是通過對一方的罰款來對另一方進行補償。
而且調頻市場是有上限的,并不是說調頻電站可以無數個,比如山西規定是7個,超過便不能再建了。
對此,昂莉認為數量上限的設置對當地的輔助服務來說是公平的決定,這既給了電廠改造的機會更是儲能的機會。
對于儲能調頻電站來講,如何保證運營效率、如何做到既能快速精確響應又能最小限度地損傷電池是擺在企業面前的難題。作為一家專業的能源設計公司,傲普能源設計正在研究這個問題。他們接下來的重心將放在儲能電站的運營管理,尤其是電廠輔助服務的決策系統。
在昂莉看來,隨著政策的開放,電化學儲能將會參與更多的輔助服務,而電池儲能一天充放電次數是有限的,當電網同時發出多個指令后,電站如何做出相應決策,是都給出反饋還是有選擇的反饋,選擇哪幾項進行反饋,這就不僅僅是簡單的運營管理而是需要給出策略方案。傲普目前研究的產品是加在EMS之上幫助電站作出策略反應的產品技術,既能提高電站收益,又能增加電池的使用壽命。
儲能在物理上的優勢很明顯,一旦政策和市場成熟將是爆發式的,那時除了輔助火電調頻外,用戶側儲能項目配備輔助服務功能也將得到全面推廣。在政策不斷出臺的背景下,儲能調頻市場潛力巨大,電池儲能配合火電機組調頻項目的收益可觀,已經凸顯盈利空間。反正做調頻有前途!
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