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清华大学陈启鑫:储能的市场化运营与价值分析

北极星储能网  来源:北极星储能网    2018/1/26 16:59:30  我要投稿  

北极星储能网讯储能在电力市场当中的价值,用三个方面来进行总结,第一个是容量价值,这个也是现在容易被忽略的,尤其是国内,可能很少能够有一个价格机制去反映,好在我们输配电价的恒定,按照虚量去计算储能具备一定的价值,这种价值我们算了一下,挺高的。第二个叫能量价值,就是我们传统所思考的这个削峰填谷的价值,也包括了现在有市场有一些能量的偏差调节发挥一些作用,这个是第二方面。第三方面是辅助服务价值,调峰调频,还有其他等等。

1月26日,中国能源研究会主办,中国能源研究会储能专委会、中关村储能产业技术联盟承办的“推动储能创新发展,提升能源整体效率专题研讨会”在京召开,清华大学能源互联网研究院副院长陈启鑫发表演讲。

清华大学能源互联网研究院副院长陈启鑫

以下为演讲内容:

各位领导各位专家大家下午好,我今天分享的报告题目叫储能的市场化运营与价值分析,大家知道这几年市场发展建设非常快,电力市场的发展也带来很多新的商业模式,尤其是从8个试点的推进来看,会带来更多的商业模式,我们昨天也是在广东那边开了一个研讨会,应该说大家都感受到了市场发展的步伐,所以我今天想从储能市场化价值出发,谈一谈在不同的市场建设阶段储能的价值大概的情况,跟前面的专家有一个很好的契合,我这个报告更多是讲一些量化的分析,当然由于大多数的东西都是估算,如果算得不太准确,欢迎会后进一步探讨。

首先看一下储能在电力市场当中的价值,三个方面来进行总结,第一个是容量价值,这个也是现在容易被忽略的,尤其是国内,可能很少能够有一个价格机制去反映,好在我们输配电价的恒定,按照虚量去计算储能具备一定的价值,这种价值我们算了一下,挺高的。第二个叫能量价值,就是我们传统所思考的这个削峰填谷的价值,也包括了现在有市场有一些能量的偏差调节发挥一些作用,这个是第二方面。第三方面是辅助服务价值,调峰调频,还有其他等等,我讲两个,一个是国内一个是国外。

因为我们信用市场的建设,会朝着中长期现货的方式去走,后续的一个发展基本情况,首先我们看容量价值,国外是鼓励储能大规模提供容量服务,我们可以看到美国加州等等有一些地方建了大型的储能电站,他们跟一般电场一样,是能够在电网需要的时候能够给力,是具备容量价值的。这里已经明确了规定了储能是不参与的,从最新的一年的运行情况来看,容量电场的收益能到20%左右,容量拿到的钱跟卖电的钱比是一比四,在其中里面以储能为主能占到10%,已经慢慢比例上来了。

我们具体来看,价值是多少?这里拿了2017年的容量市长的价值来看,那么2017年3月份一个交易结果,我们看一个锂电池,它能够获得基础能量价格是76.5美元每GW天,我们来折算,一天能够挣0.3美元,全年80%的运行率来收,大概92美元,折算起来一年是600块钱,这是4个千瓦时的容量,所以一个单位是150块钱,如果是300美元这个方式来算是三年才能收回成本,刚才有专家说现在锂电池是1400,大概不到十年的时间能够收回成本,这是现在当前的情况,在容量市场上在国外上大概是这么一个基本的判断,那么国内有最大需量,我们拿了浙江省的表来看,每个月每个千伏是40块钱,假设我们自己建储能,在我们工厂里面去建,如果是在10千伏里面去建,假设我建了一个一千千瓦的电站,能够比较预测到我这个月用电高峰是什么时候,比如说3700降到2700,可以完美规避最大负荷,这个有点理想化,不一定特别难,现在有一些企业在做这个服务,能挣多少钱?一个月挣40块钱,一年是480块钱,三年1400,所以这个算下来比国外的收益还高,这是现在容量价值的计算。

第二个算能量价值,我们同样拿这个价格曲线来看,我们看有两个峰,这个曲线是价值曲线,有两个峰两个谷,一天可以做两个循环,有90%的充电效率,算下来一天能够挣的钱是0.024美元,算下来一年是7.2美元,按300美元需要40年才能回收,那么我们说我们算时时市场,这个价格波动幅度更大一些,但是算下来8.7美元,我们现在认识是一致的,如果通过能量市场来获得储能收益,基本上是没有戏的,是回不了本的,同样拿浙江来算,我们先不说限货市场,因为会有波动价格,一天两个峰两个谷,我们来做套利,一天是4毛4,如果按照两千元是14年,1400大概是10年,比国外挣的钱也还是要多的。所以这个是能量价值。

第三我们再看调频价值,美国PGM市场现在调频应该说是美国电池最好的商业模式,因为它的速度快,所以能够拿一个倍数去收钱,能够挣多少钱,我们拿锂电池来计算,我们去查了每个小时调频的价格,做一个均值,如果电池都能中标,一年运行300天,它全天收益是0.6美元一个千瓦天,一年是180美元,每千瓦时是290元,大概算下来是5到7年的时间可以回收成本,跟前面比,无论是能量还是容量比都要快很多,现在大家基本认为能够挣到钱,这是国外的情况。

国内的情况现在山西调频已经启动,广东也要马上启动,山西从10月份开始试运行,价格是13.1元每兆瓦,因为没有单独的储能电站,它当时是12到20元,后来发现这个钱太多了,在1月份之后调到5到10元,降了50%,即使是5到10元这样一个情况,我们去调研了典型几个情况,刚才有专家也讲到了,投资是两千万,如果国外的电池当时投资价格是四千万,这是两个不同的数,根据试运行的情况,装了储能的指标是5,常规的是2-4,性能高可能报一个合理的价格能够中标,所以装储能对于他们来讲很重要,按照2018年1月份调频价格计算,带储能的机组是30万千瓦日均收益在3.5万元,每月收益约为100万元,算下来一个单位年收益600元每年,所以两三年的时间可以收益成本,还是比国外快一些的。调频服务之外还有其他的辅助服务,现在国外我们看到的辅助服务比较有前景在美国加州,天亮的时候上来,天黑的时候出去,上调和下调的需求,所以他们定义叫灵活爬坡(音)服务,这是加州特有的,储能也可以参与市场,我们拿2017年的价格去算,大概算了之后每单位容量是270元,比PGM稍微低一点点,PGM是290,所以回收期是7年左右。东北的调峰市场,刚才已经讲了背景了,调峰市场我们算了一下,拿2017年的运行方式和价格,大概每升调一个单位的能挣4毛五,考虑运行,考虑到他的充电,大概一年挣70块钱,如果是水储,基本上一年就回收了,如果是其他是两三年。我以上所讲的内容不包括运维成本。

做一个总结,这考虑了不同的市场类型情况,容量价值,能量价值,调频价还有灵活服务最终的结果是什么呢?我们要看一个储能设备能参加几种,因为我们刚才讲有的在山西,有的在东北,有的在南方,是不一样的,一旦我们把市场拼齐了,这个价值就会被激发出来,我相信这种市场机制的建立,能够激发出储能的经济效益,这里面有一个关键技术。储能在不同市场的参与中需要有一个分配策略和控制策略,因为我们讲能量和容量的服务还不是特别关键,但是一旦做了调频和做灵活服务,需要频繁地调节,那么对于它的寿命是有影响的,这个时候如果根据调频的信号,人类自身的这种寿命循环的影响去决策最优的方式,对于它的商业化,对它的利益有巨大的影响,这个地方我们也开发了一些算法,我们做了一些分析,其中要考虑收益从哪里来,第二运行成本,容量的折损怎么计算,这是一个非常复杂的问题。我们做了一个范例,这里面分析了储能,在不同的SOC下,不同的功率下,它的效益情况,我们看到并不是在标准下是最好的,有一个最优的路径,我们从0开始的话,怎么样去充电,怎么样放电,怎么样控制是最优的,这是拿美国的能量、备用和调频三个市场联合投标来做一个背景案例,我们发现如果我们不考虑电池寿命,基本上全投在调频,如果考虑寿命调频高的时候进去,这方面可以收益最高,折损最小,第二需要的时候可以响应市场容量要求。如果按照这个控制方式去走的话,我经济效益是25%,如果不考虑寿命的方式,响应去调只有5%,差距是非常大的。

最后还有一点,这个分析非常好,但是必须强调一点,这是在储能不多的情况下,我们有这么好的商业模式,储能多了怎么办?我们分析了一个2050年因为发改委能源所有一个高比例的运行场景,80%的新能源的电力系统这种新形态下有大量的储能,这个时候应该怎么办,我们简单做了一个分析,如果没有储能,只有新能源的话,这个价格是什么样的,是像左边那个图,黑色的线是能量价格线,价格越来越低,因为新能源运行成本是0,但是服务调频价格红线和蓝线会升十几倍,如果储能出来,三根线都往下走,调频调峰价格都往下走,因为储能质量很好,因此这个地方就有一个维成效益,你不进厂的时候价格很好,进厂之后价格就跌,你出去时候就涨价,所以这个地方我觉得非常重要是我们后续制定政策的时候,要给储能进厂带的溢价效果,怎么给一个合理补偿,以及怎么样规划一个刚好的储能的规模,那么我想这是我们后面在发展过程中需要重点考虑的问题,好,这就是我汇报的内容,谢谢大家。

(发言根据现场速记整理,未经嘉宾本人审核)

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