獨立儲能解決了配建儲能無盈利模式、充放電損耗自擔(dān)的問題，實現(xiàn)了利用小時數(shù)和設(shè)備質(zhì)量的雙提升，成為全國主流建設(shè)方式。截至2023年10月中旬，山東省新型儲能裝機(jī)達(dá)到323萬千瓦，其中獨立儲能236萬千瓦，成為山東儲能爆發(fā)式增長的“主力軍”?！渡綎|省新型儲能配建轉(zhuǎn)獨立試點管理辦法(暫行)》的發(fā)布更是引發(fā)了全國的廣泛關(guān)注。為解密山東獨立儲能爆發(fā)式增長的背后邏輯，筆者走訪調(diào)研了親身參與山東儲能發(fā)展的各界人士，揭示山東省具體舉措和儲能爆發(fā)式發(fā)展的深層次原因，希望能夠為全國各省份儲能發(fā)展提供參考。
發(fā)展背景
山東省風(fēng)光資源豐富、工業(yè)發(fā)達(dá)，是全國電力裝機(jī)第一大省，截至2023年8月，電力總裝機(jī)達(dá)20246萬千瓦，甚至超過了德國。在國家“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下，山東省新能源高速發(fā)展，“十四五”前三年新增電力裝機(jī)基本為風(fēng)、光新能源，以光伏為例，近5年年均增速超過30%;截至2023年8月，山東省新能源和可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到8625萬千瓦，同比增長28%，占電力總裝機(jī)的比重達(dá)到42.6%，同比提高5.2個百分點;到2025年，預(yù)計新能源和可再生能源發(fā)電裝機(jī)突破1億千瓦;到2030年，裝機(jī)可達(dá)到1.7億千瓦以上。
然而，在新能源高速發(fā)展的態(tài)勢下，其波動性給電網(wǎng)帶來的調(diào)節(jié)壓力也越來越大。目前，山東電力系統(tǒng)調(diào)峰資源早已消耗殆盡，火電日內(nèi)啟停機(jī)等非正常調(diào)峰手段已經(jīng)成為常態(tài)化;一次調(diào)頻資源逐漸緊張，相關(guān)輔助服務(wù)費用不斷上調(diào)。目前，山東省電力調(diào)峰主要依靠直調(diào)公用煤電機(jī)組及泰安、沂蒙等抽水蓄能電站，調(diào)峰手段相對單一，且調(diào)峰能力嚴(yán)重不足，尤其在冬、春季供熱期，約80%的煤電機(jī)組因需保障民生供熱使得機(jī)組靈活性調(diào)節(jié)能力下降。靈活性高、啟停響應(yīng)快的燃?xì)鈾C(jī)組也尚未建成投運，因此，近年來，山東省棄風(fēng)、棄光率分別達(dá)到了2.1%和1.5%。隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)的持續(xù)快速增長及外電規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，消納高比例可再生能源的任務(wù)也會愈發(fā)艱巨。
儲能是解決上述問題的有效手段，尤其是新型儲能技術(shù)的異軍突起為其提供了新的途徑。2020年，山東省首個新能源配建儲能電站——明德朝暉光伏電站配套儲能投產(chǎn)，實現(xiàn)了新型儲能零的突破，截至2020年底，山東省已建成6.96萬千瓦配建儲能，初具規(guī)模的同時，配建儲能的問題也逐漸暴露出來：
一是配建儲能質(zhì)量較差。新能源企業(yè)建設(shè)儲能就是為了并網(wǎng)指標(biāo)，在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，使用的設(shè)備質(zhì)量較差，甚至使用廢舊電池，消防設(shè)施更是能省則省。
二是儲能利用率很低。配建儲能充放電沒有收益，損耗的電量還需要新能源企業(yè)自己承擔(dān)，同時由于設(shè)備質(zhì)量較差，出于安全考慮，企業(yè)選擇盡量不充放，造成設(shè)備閑置。
三是建設(shè)地點不靈活。電網(wǎng)中有很多關(guān)鍵節(jié)點更需要儲能，可以節(jié)省全電力系統(tǒng)的投資，但配建儲能只能按比例與風(fēng)、光同場建設(shè)，不能按需布置在最需要儲能的地方，作用發(fā)揮打折扣。
四是調(diào)度運用不方便。由于單個儲能場站多為幾千到一萬千瓦，規(guī)模太小，占用電網(wǎng)調(diào)度資源比較嚴(yán)重，使用起來也比較繁瑣。
山東省能源主管部門很早就意識到了配建儲能存在的問題，在充分調(diào)研湖南省、廣東省、江蘇省儲能發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出借鑒湖南省經(jīng)驗，將配建儲能集中布置在電網(wǎng)需要的關(guān)鍵節(jié)點、新能源共享使用，以及參與電力市場盈利的思路，要求山東電力工程咨詢院、山東電力經(jīng)研院等智庫機(jī)構(gòu)研究并測算儲能需求和政策強(qiáng)度，組織國家電網(wǎng)有限公司、華能集團(tuán)、華電集團(tuán)、國家電投集團(tuán)、三峽集團(tuán)等企業(yè)積極布局獨立儲能項目，促進(jìn)了山東省獨立儲能的發(fā)展。
落地實踐
獨立儲能是指具備獨立計量、控制等技術(shù)條件，以獨立主體身份直接與電力調(diào)度機(jī)構(gòu)簽訂并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議、由電力調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)度管理的儲能。獨立儲能想要真正落地，需要建設(shè) “四梁八柱”，如支持政策、安全體系、市場規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等，使其能夠融入電力系統(tǒng)的調(diào)度、安全、營銷、監(jiān)管體系。山東省能源局聯(lián)合山東省發(fā)改委、山東省能源監(jiān)管辦、國網(wǎng)山東省電力公司，在專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)的技術(shù)支持下，省內(nèi)規(guī)劃、調(diào)度、營銷、投資、工程各機(jī)構(gòu)群策群力，構(gòu)建獨立儲能落地的政策體系，在實踐中示范多種儲能技術(shù)，試驗多種安全技術(shù)和機(jī)制。開展的工作可歸納為三個堅持：
堅持政策引領(lǐng)，先行先試破題。創(chuàng)新出臺獨立儲能參與電力現(xiàn)貨市場、長時儲能、配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能等多個“全國第一”的儲能支持政策，要做到儲能發(fā)展政策支撐體系全國領(lǐng)先;首創(chuàng)獨立儲能電站進(jìn)入現(xiàn)貨市場運行方式，創(chuàng)造“電量交易+容量補(bǔ)償+容量租賃”收益模式，儲能運行經(jīng)濟(jì)性要得到可靠保障;率先將儲能配置比例高低作為風(fēng)光資源獲取的首要條件，并按照配儲比例依次保障并網(wǎng)，儲能建設(shè)積極性顯著提升;推動儲能示范項目建設(shè)，相關(guān)經(jīng)驗做法在全國能源工作會議上進(jìn)行交流，成為各省市儲能發(fā)展的學(xué)習(xí)樣板。
堅持技術(shù)創(chuàng)新，塑造發(fā)展優(yōu)勢。在獨立儲能的建設(shè)中堅持電化學(xué)、壓縮空氣、儲熱、制儲氫等主流技術(shù)齊頭并進(jìn)，飛輪、液流電池、固態(tài)電池等差異化技術(shù)積極實踐，多種技術(shù)路線為儲能突破發(fā)展瓶頸提供了不同的解決方案;創(chuàng)新獨立儲能“自調(diào)度”交易機(jī)制，探索配建儲能聯(lián)合新能源進(jìn)入電力現(xiàn)貨市場，其多元商業(yè)模式為全國儲能市場化運作帶來了“山東示范”;把好示范項目篩選關(guān)，建立科學(xué)的評價指標(biāo)體系，確保項目選得出、建得成;示范“鋰電池+”模式，“鋰電池+液流電池”“鋰電池+固態(tài)電池”“鋰電池+鈉離子電池”等示范項目先后落地，用“大帶小”的方式有效解決了各類新技術(shù)初期面臨的經(jīng)濟(jì)性問題。
堅持底線思維，筑牢安全防線。先后試驗微粒子、大數(shù)據(jù)、阻抗譜等預(yù)警技術(shù)，全氟己酮、高壓細(xì)水霧等滅火技術(shù)，壓縮空氣泡沫等防復(fù)燃技術(shù)，消防預(yù)警、滅火抑制、防止復(fù)燃三級電化學(xué)儲能消防體系逐步形成;超前啟動儲能設(shè)計、生產(chǎn)、建設(shè)、驗收、運維、管理等全過程標(biāo)準(zhǔn)制定計劃，已實施2項、立項8項，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系日趨全面;搭建在線監(jiān)測平臺，全面開展涉網(wǎng)安全檢測，組織專家研究儲能電站安全薄弱點，預(yù)防阻止事故發(fā)生;組織全國首次電化學(xué)儲能電站火災(zāi)應(yīng)急演練，通過模擬實戰(zhàn)檢驗應(yīng)對電站火災(zāi)的防控能力，事故應(yīng)急處置能力顯著增強(qiáng)。
經(jīng)過三年的建設(shè)，山東省新型儲能裝機(jī)躍居全國第一，獨立儲能引領(lǐng)全國。目前，山東建成的獨立儲能示范項目亮點紛呈。華電萊城是全國首個“高壓級聯(lián)+集中液冷”的儲能項目，高壓級聯(lián)大幅壓縮占地18畝，集中液冷取消集裝箱內(nèi)分散式空調(diào)，轉(zhuǎn)而采用大型機(jī)組制冷，電站效率提高4～5個百分點;三峽慶云是全國首個液冷大型儲能項目，綜合利用高效液冷管路流程結(jié)構(gòu)和全變頻自然冷卻技術(shù)，電芯溫差降低50%，電池壽命顯著延長;濟(jì)寧微山綜合配置“風(fēng)冷鋰離子電池+液冷鋰離子電池+固態(tài)電池”技術(shù)，效率提升2%～3%、輔助能耗降低20%;國家電投海陽項目示范1兆瓦/4兆瓦時液流電池技術(shù)，為長時儲能政策的出臺積累了寶貴的數(shù)據(jù);肥城10兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項目，有效驗證了先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)的可靠性、可行性，為后續(xù)300兆瓦項目建設(shè)打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。在優(yōu)質(zhì)政策環(huán)境和堅強(qiáng)支撐體系的吸引下，華能、華電、國家電投、三峽、中核、中廣核、華潤等電力央企的首個百兆瓦級儲能電站全部落戶山東，陽光電源、遠(yuǎn)景能源、特變電工等民企巨頭也將儲能領(lǐng)域的首個試點落在山東。山東獨立儲能在全國率先實現(xiàn)了盈利，截至2023年8月，山東已經(jīng)有16個獨立儲能項目進(jìn)入電力現(xiàn)貨市場運行。
優(yōu)勢發(fā)揮
獨立儲能參與電力現(xiàn)貨市場，報量不報價，接受現(xiàn)貨價格，可賺取電能量交易收益;還可獲取山東電力現(xiàn)貨市場特有的容量補(bǔ)償費用;同時，獨立儲能可作為并網(wǎng)條件租賃給新能源，賺取容量租賃收入。目前，在山東省建設(shè)的獨立儲能功率均在60兆瓦及以上，連續(xù)充電時間2小時及以上。
與配建儲能相比，獨立儲能具有如下優(yōu)勢：
一是建設(shè)質(zhì)量高。獨立儲能充放電有收益，為了保證運營，投資企業(yè)會選用優(yōu)質(zhì)設(shè)備，在安全投入上也遠(yuǎn)高于配建儲能。
二是設(shè)備利用率高。獨立儲能每天預(yù)測第二日電價，實施自調(diào)度，即自行決定第二天的充放電時段。實際數(shù)據(jù)證明，山東獨立儲能利用小時數(shù)是配建儲能的3倍以上。
三是建設(shè)地點靈活。獨立儲能可根據(jù)電力系統(tǒng)需求，在電力系統(tǒng)任一點建設(shè)，規(guī)模也根據(jù)需求設(shè)置，不受新能源建設(shè)地點的限制，可最大限度發(fā)揮儲能作用。
四是調(diào)度運用方便。獨立儲能規(guī)模較大，占用調(diào)度資源少，在緊急情況下調(diào)度使用更方便，還可以更有效地發(fā)揮減少旋轉(zhuǎn)備用、緊急功率支撐等多重作用。
在山東省已投產(chǎn)的新型儲能項目中，相比配建儲能，獨立儲能在裝機(jī)、收益、利用率等方面實現(xiàn)全面領(lǐng)先。從裝機(jī)占比看，配建儲能占30%，獨立儲能占70%;從收益模式看，配建儲能無收益模式且損耗自擔(dān)，獨立儲能可獲得新能源租賃、現(xiàn)貨電能量交易、容量補(bǔ)償三部分收益，占比分別為60%、25%和15%;從實際利用來看，2023年上半年配建儲能發(fā)電利用小時數(shù)192小時，相當(dāng)于每天0.5次充放，而獨立儲能533小時，相當(dāng)于1.5次充放;從參與電力市場實際收益情況來看，山東省連續(xù)運行超過一年的儲能項目有5個，大部分保持了微利。鑒于2023年儲能價格已經(jīng)下降了25%。若按2023年造價，取上述 5個項目2023年平均運行數(shù)據(jù)測算，項目收益較好。
獨立儲能最大的盈利來源就是租賃，但存在的最大不確定性也是租賃。目前，山東儲能租賃價格由市場定價，2023年上半年平均為每年266元/千瓦，隨著儲能設(shè)備價格下降，儲能租賃價格也有下降的趨勢。而各項目租賃比例變化與企業(yè)內(nèi)部需求緊密相關(guān)，華能、華電等企業(yè)集團(tuán)風(fēng)光電站自有率高，租賃有保障，項目收益穩(wěn)定;有的企業(yè)自有風(fēng)光電站少，靠市場全部租賃出去有困難，項目盈利較差。
創(chuàng)新政策
2023年，隨著山東省獨立儲能政策的逐漸穩(wěn)定成熟，山東省能源主管部門又開始了新一輪的政策創(chuàng)新，主要包括長時儲能政策和配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能政策。
長時儲能政策
2023年7月23日，山東省發(fā)布《關(guān)于支持長時儲能試點應(yīng)用的若干措施》，制定了全國首套長時儲能支持政策。長時儲能政策與山東獨立儲能政策框架相同，其收益仍然由電量交易、容量補(bǔ)償、容量租賃三部分組成，給予的政策和調(diào)整包括：電量交易上損耗部分不繳納輸配電價和基金附加，容量補(bǔ)償費用暫按其月度可用容量補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的2倍執(zhí)行，容量租賃上按其功率的1.2倍折算配儲規(guī)模。
長時儲能是指連續(xù)滿功率放電時間在4小時及以上的儲能，是未來電力系統(tǒng)儲能的主力軍，包括但不限于壓縮空氣儲能、液流電池儲能等。長時儲能單位千瓦造價較高，按照現(xiàn)行獨立儲能政策盈利比較困難，為了扶持長時儲能盡早落地，打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)和政策基礎(chǔ)，山東省能源主管部門出臺了該政策。在政策的編制過程中，山東省以壓縮空氣長時儲能造價、效率等指標(biāo)為參考，結(jié)合山東獨立儲能支持政策進(jìn)行了政策設(shè)計和技術(shù)經(jīng)濟(jì)測算，對單位瓦時造價不高于1.25元、效率不低于66%的長時儲能項目有很好的支持效果，其他長時儲能應(yīng)逐步達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。
配建轉(zhuǎn)獨立政策
2023年8月23日，山東省發(fā)布《關(guān)于開展我省配建儲能轉(zhuǎn)為獨立儲能試點工作的通知》，建立了全國首套配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能的執(zhí)行細(xì)則，明確了配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能的試點條件、申報程序及建設(shè)驗收方法等內(nèi)容。其中，同一地點3萬千瓦及以上、改造后接入電壓等級110千伏及以上是配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能的基本條件。
獨立儲能通過實踐已經(jīng)證明了其具有的巨大優(yōu)勢，但如何盤活存量的配建儲能資產(chǎn)是擺在管理者面前的重大問題。國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運用的通知》(發(fā)改辦運行〔2022〕475號)要求：“具備獨立計量、控制等技術(shù)條件，接入調(diào)度自動化系統(tǒng)可被電網(wǎng)監(jiān)控和調(diào)度，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和電力市場運營機(jī)構(gòu)等有關(guān)方面要求，具有法人資格的新型儲能項目，可轉(zhuǎn)為獨立儲能，作為獨立主體參與電力市場。”根據(jù)國家要求，山東省制定了配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能的相關(guān)具體措施，從技術(shù)條件、安全方案、申報程序、建設(shè)驗收等方面明確了配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、操作方法和享受權(quán)利，在全國引起了很大反響。目前，華潤東營等項目正積極申請示范轉(zhuǎn)獨立，成為全國首批配建儲能轉(zhuǎn)獨立儲能的項目，為全國儲能發(fā)展探索了新的道路。
未來展望
展望未來，前景可期。創(chuàng)新是山東獨立儲能發(fā)展的根本動力，山東儲能已經(jīng)走過規(guī)劃創(chuàng)新、政策創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新、安全創(chuàng)新階段，即將邁入新的發(fā)展階段。下一步，山東省將出臺《關(guān)于加強(qiáng)新型儲能入庫項目管理工作的通知》《分布式儲能支持政策》等常態(tài)化支持政策，開創(chuàng)分布式儲能新格局;發(fā)布《電化學(xué)儲能發(fā)電工程設(shè)計規(guī)范》《電化學(xué)儲能電站建設(shè)安全規(guī)范》《山東省建設(shè)工程消防審查驗收技術(shù)指南(電化學(xué)儲能電站)》《電化學(xué)儲能電站涉網(wǎng)性能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)定》等系列標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善新型儲能特別是獨立儲能的支撐體系，推動山東建成全國新型儲能先行區(qū)，為全國新型電力系統(tǒng)建設(shè)和“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)開創(chuàng)山東道路、貢獻(xiàn)山東力量。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2023年12期，作者系山東電力工程咨詢院山東省能源大數(shù)據(jù)中心副主任、中國能源研究會儲能專委會委員
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