張樹偉：電力系統最終會需要儲能
來源：中國能源報 | 0評論 | 4493查看 | 2016-06-29 09:39:10
電力系統最大的特點，在于其實時平衡要求與不可經濟儲存，而消費者也往往缺乏足夠的技術手段與經濟激勵改變自身的用電行為以促進系統的平衡。因此，供應側的調整成為保持電力系統平衡的基本手段，在不同時間尺度上，其對應于系統的調頻、調峰等服務。
當前，電力不可經濟存儲，在于儲能技術還不夠可靠與廉價。但是似乎有越來越積極的信號顯示儲能產業將會有提速發展。近日，國家能源局下發了儲能參與系統調峰調頻的試點文件——《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》，無疑是儲能產業發展的一大促進。
改善的儲能將顛覆電力系統認知。如果各種處于概念中的、實驗室中的、商業化初期（各種電池）的儲能技術與先進模式能夠以足夠容量、低成本、高可靠性的特點出現，那么其將使電力與其他商品無異。
當前，各種儲能的技術路線，以及我國各主要研究機構的工作推進，都在日新月異進展中。今年，電動汽車公司特斯拉M3車型的火熱預訂引爆了數個領域，60千瓦時的電池、320公里的續行里程，特別是每千瓦時200美元的成本預期著實預示著強大的競爭力，超過了之前幾乎所有預計的成本下降速度。當然，有人認為，這個成本低得有些夸張，沒有考慮安裝、電線投資等細節，但是誰知道呢？
當然，現實是現有儲能技術成本現在還較高，不同技術路線進展程度各異。而技術進步的節奏，似乎只能期待，無法展望。
筆者認為，可再生能源電力系統最終會需要儲能。我國目前的風電比例不到4%，電力系統還存在大量基荷。卓爾德中心的模擬顯示：如果這個比例超過了40%，該電力系統將是一個接近1000小時出現“過發電”（風電出力大于總負荷）、化石能源機組滿負荷等效小時數下降到3600小時的系統，那時系統的基荷就會徹底消失了。這樣的系統，如果不借助儲能手段改善出力特性，運行將是極其困難的，運用其他綜合的需求側與供應側措施也將是成本高昂的。
從消費者角度看，電是高度均一標準化的商品，不可能也沒有必要區分消費的到底是火電還是水電。來自不同類型電源、不同地區的電力，對于消費者而言是可以充分替代的。因此，電力的競爭，往往是簡單價格的競爭，而不像其他商品，存在偏好、質量、習慣等方面的區別。現實中，對于電力消費者，特別是中小用戶，其用電的價格會相對在一段時間固定。出于普遍服務的考慮，保證用戶持續穩定的電力供應，往往也是電力運營商或者銷售商的基本責任。
但從供應側而言，電力著實不是一個均一的商品。不同機組具有不同的長期發電成本，水電、光伏以及一些其他的先進技術發電（比如燃料電池），都有不同的可變與固定成本的構成。如果電力市場存在，且可靈活反映不同時間電力的價值，電價就會波動非常大。
基于目前電力市場現狀，短期內，儲能跟純粹的消費者可能關系不大，其價值發揮與可行的商業模式無疑應更多在供應側做文章。試想以1倍的價格充電，再以10倍的價格放電，或者電力價格越來越受天氣影響，而不是因燃料價格變化而產生巨大波動與出力偏差，這個利潤空間不知道有多“美”。長期看則似乎有些吊詭，儲能可以從市場波動與預測誤差中賺錢，但是賺錢的過程就是消滅市場波動的過程。很顯然，一個覆蓋全部電力需求的儲能系統，平抑了幾乎所有的波動，其需求、供應還有價格，都將是一條直線。儲能系統的價值在容量達到一定水平之后似乎會下降非常迅速，市場容量會很快飽和，從這個角度看，儲能似乎又是其自身的“埋葬者”。當然，非系統級儲能應用的市場還是非常大的。
那么，當前系統需要不需要儲能？從解決可再生能源嚴重棄風的角度，在目前的有限比例之下，儲能仍舊不是經濟有效的選擇，有更多便宜甚至近乎無直接成本的選擇，如調度精細化、煤電深度調峰、大幅下調電價以使煤電進一步壓縮直至退出出力序列等。當然，這些選擇存在很多非經濟因素，如我國執行的事實上的煤電優先上網體系、調度體系監管力度、電價體系的基荷思維設計等。筆者認為，儲能成為為數不多的解決方案之一，也是可以接受的。在儲能領域，當前特別需要做的，仍是持續的支持具有外溢影響的研究與開發。
需要避免的是一種錯誤的組合——缺乏波動性定價的市場、對儲能放電單獨補貼、補貼通過消費者消化、啥時候放電調度說了算。那么，這樣的儲能就無異于其他普通電源了，還不如叫發電設備更恰當。如此而言，儲能要想有大發展無疑需要精細的政策設計。國家能源局上述文件的出臺，還只是第一步。
（作者系卓爾德環境研究中心首席能源經濟師）
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