电化学储能的投资风险
储能的发展
难题,仍需解决其服务价值是否大于成本的
问题,而其商业模式困境归根到底就是要建立储能成本的
市场疏导机制,由市场发现储能服务的价格,以此作为储能准入的基础条件。但是,即便在健全的市场条件下,储能电站投资者仍不得不充分考虑下述风险:
(一)运行策略更复杂
当前在评估调频电站和调峰电站收益时,调频补偿标准和峰谷价差标准参照
政策给定标准设定,即获得的价格水平是一个固定值,在市场机制没有普遍建立,电站作为价格接受者是合理的,电站的运行策略也较为简单,以峰谷套利为例仅根据峰谷时段进行充放电即可,其容量配置和收益测算都较简单。
但在健全的市场条件下,调峰、调频价格由供需平衡决定,也就是电网功率的不平衡量决定了价格水平,价格处于不断变化过程中。对于单一电站而言,全网的电源、负荷变动,以及潜藏的其他调节资源信息难以掌握,同时与正常的商品市场不一样的是,电网的不平衡量、价格水平几乎是瞬间传递,每一个储能主体实时在跟整个电网的平衡情况做博弈,其投资决策、报价策略和充放电策略将更加复杂。
(二)峰谷时段和价差变动较大
图2 净负荷“鸭子曲线”示意 来源:CAISO
随着光伏渗透率大幅增加,考虑光伏发电之后的鸭型曲线,未来电价可能呈现出白天低、夜晚高的情况,而风电发电一般白天较小,晚上较大,对鸭型曲线有所缓和。储能电站获利策略为:新能源大发消纳困难时段,储存低价电,在新能源小发常规电源不足以支撑电网负荷的时段释放,获得较高电价。当前的峰谷、峰平两充两放借助的是用户侧峰谷电价的边际,但未来的负荷曲线和电价曲线完全改变,电价上可能是一个大的峰谷加很多个小波段组成。加上虚拟电厂、电动汽车V2G等可替代调峰资源的影响,以及季节性因素,现货市场电价曲线也将呈现随机性、间歇性特点,调峰价差套利空间难以预知,储能最佳利用时长也存在不确定性。
2019年,
山西、
山东、广东等8个现货试点省份进入试运行阶段,仅部分主体、部分电量和个别日期运行,日前价格和实时价格呈现较大的随机波动性,但现货市场作为价格发现手段的功能初见雏形,现货市场条件下的峰谷价差也见端倪,可作为未来调峰服务价格水平的参考。根据各省情况,其价格峰值(不含输配电价)一般在0.5元上下,最低值为0或接近0,体现了我国供大于求的
电力供应现状,每日价格差异较大且峰谷出现时段迥异。整体来看,峰谷价差在0.3-0.5元/kWh(如山西峰谷价差在0.3元/kWh左右,山东峰谷价差低于0.45元/kWh),大幅低于当前用户侧价格体系,一天内一般仅出现一个大的峰谷,在最高价格和最低价格时段停留时间很短。
预计到“十五五”末,电力系统中常规电源装机、新能源装机、年最大负荷三者之间将较为接近,而常规电源装机仍略大于后两者,考虑光伏、风电的时段特性,一年中大部分时间电力供过于求的情况仍存在,现货市场价格曲线可能仍保持上述特性。在低于0.5元/kWh的峰谷差以及一充一放条件下,电化学储能全口径单位造价至少低于800-900元/kWh时左右,才有经济效益。但即便如此,由于电价峰谷时段较短以及出现信号不明显,导致储能容量利用不足,收益将大打折扣。
(三)可替代产品带来的风险
电力系统中,存在大量的具有尖峰特性、可调节的灵活性资源。比如,我国夏季高峰时段空调负荷最高超过3亿千瓦,仅聚合1/3即可获得1亿千瓦的调
节能力。未来电动汽车容量越来越大,通过有序充电和V2G等手段,也可为电网提供亿千瓦级的调峰容量。在现货市场条件下,通过电价能有效发掘灵活性资源,同时也更有效促进常规电源参与调峰,推动火电进行灵活性改造。两项叠加产生的调峰增量当前尚难以评估,但对于现货市场电价差有较大的抑制作用。
考虑电网负荷具有很强的尖峰特性(全年负荷超过最大负荷90%的时段仅占3%,集中在少数炎热或严寒日),而新能源发电出力也具有明显的尖峰特性,对于叠加了负荷尖峰特性和新能源发电尖峰特性的调峰需求,其尖峰特性将更加明显。相较一次投入较大的电化学调峰电站,利用同样具有尖峰特性的灵活性负荷反向调节来对冲,是边际成本最优的调峰方式,所以在储能调峰存在较多可替代产品的情况下,其竞争力需要基于多方面因素仔细考量。