雙碳目標(biāo)下的儲能發(fā)展趨勢與投資策略

李娟林

2020年9月，我國明確提出：2030年實現(xiàn)“碳達(dá)峰”、 2060年實現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)，即所謂的“雙碳”目標(biāo)。為早日實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我國已經(jīng)開始積極籌劃與應(yīng)對，從能源領(lǐng)域入手，準(zhǔn)備打一場硬仗。

基于可再生能源的新型電力產(chǎn)業(yè)作為實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的主力軍，快速展開了一系列產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的升級與革新。其中儲能技術(shù)作為新能源發(fā)展中必不可少的核心技術(shù)，被納入產(chǎn)業(yè)鏈，形成“源—網(wǎng)—荷—儲”一體化的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。近年來以風(fēng)電和光伏發(fā)電為代表的新型發(fā)電設(shè)備裝機規(guī)模劇增，然而全國卻在用電高峰出現(xiàn)了不止一次的限電。如何利用儲能技術(shù)解決新能源發(fā)電過程中的供電缺陷，保障電力供應(yīng)的持續(xù)性、穩(wěn)定性，并降低用電成本，是“雙碳”目標(biāo)下迫在眉睫的問題，引起了全社會普遍關(guān)注。

近年來，包括風(fēng)能、光伏、水力、核能、生物質(zhì)能在內(nèi)的新能源電力發(fā)展蒸蒸日上，特別是光伏發(fā)電項目在全國展開了大規(guī)模集中供電模式的布局。由于最初建設(shè)光伏電站大都考慮規(guī)模效應(yīng)問題，所以大都建在光照時間長的西部高原地區(qū)，需占用較大規(guī)模土地資源，利用當(dāng)?shù)靥厥獾淖匀粭l件進(jìn)行規(guī)?；邪l(fā)電。然而這樣的布局必然存在遠(yuǎn)距離電力傳輸?shù)膯栴}，如果不能妥善解決，會在輸送過程中造成極大的損耗和浪費；另一方面發(fā)電的隨機性、間歇性以及不穩(wěn)定性，在新能源并入電網(wǎng)的過程中大大增加了系統(tǒng)調(diào)控的難度和不確定性，由此增加了不小的供電成本，一些地方甚至造成了“棄風(fēng)棄光”的電力浪費現(xiàn)象。因此，在新能源電力系統(tǒng)中需要增加能源的存儲、轉(zhuǎn)換部分，不僅要使并入電網(wǎng)的電力穩(wěn)定性增強，更需要增加電力供應(yīng)削峰填谷的能力，保障電力持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，進(jìn)而降低電力供應(yīng)成本。

由此，儲能加入到電力系統(tǒng)中，從“源—網(wǎng)—荷”到“源—網(wǎng)—荷—儲”，進(jìn)一步完善了新型電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成，儲能技術(shù)也在這樣的時代背景下迎來了發(fā)展的歷史性機遇。然而新型儲能擁有不同的發(fā)展模式，適用的應(yīng)用場景各不相同，本文力求從儲能應(yīng)用模式的效用、成本以及發(fā)展前景幾個維度入手，分析儲能應(yīng)用的投資價值，探索儲能發(fā)展模式的策略性跟蹤路徑。

一、儲能技術(shù)簡介與市場發(fā)展現(xiàn)狀

所謂儲能，即通過一系列系統(tǒng)裝置或介質(zhì)，將能量儲備留存的手段。我們?nèi)粘Ｉ钪?，小到一?jié)電池、一個充電寶，大到一個蓄水儲能站，都是儲能技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)物。

近年來，我國的新型儲能技術(shù)正在加速從實驗室向商業(yè)化邁進(jìn)。根據(jù)國家能源局公布的情況來看，我國的鋰離子電池和壓縮空氣儲能等技術(shù)已達(dá)世界領(lǐng)先水平。以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲能為例，我國目前從電池的安全穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、能量密度等核心關(guān)鍵指標(biāo)上都取得了極大的提升，且在應(yīng)用過程中在成本的控制上取得了極大的優(yōu)勢，鋰電的應(yīng)用成本在近五年內(nèi)甚至下降了六成以上。

與儲能技術(shù)相對應(yīng)的是儲能市場需求的迅速擴張。隨著“雙碳”目標(biāo)的明確，新能源市場布局節(jié)奏加速，大型集中式新型發(fā)電項目陸續(xù)開工，以風(fēng)能、光伏為代表的新型能源發(fā)電設(shè)備機組裝機增速持續(xù)上升，有數(shù)據(jù)顯示，2022年全年，國內(nèi)風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機突破1.2億千瓦，創(chuàng)下歷史新高水平。

二、儲能市場三大應(yīng)用場景分析

從應(yīng)用場景角度來看，儲能技術(shù)可以分為以下幾種應(yīng)用場景：發(fā)電側(cè)儲能；輸配電側(cè)儲能以及用戶側(cè)儲能。這三種場景實際上是結(jié)合電力在供應(yīng)過程中存儲的便利性、削峰填谷能力、損耗的最小化以及能量功率方面的要求進(jìn)行安排的。

（一）發(fā)電側(cè)儲能

發(fā)電側(cè)儲能是指在基于諸如風(fēng)電場、光伏發(fā)電站等發(fā)電廠或多個電廠電站匯集站的發(fā)電上網(wǎng)關(guān)口建立電儲能設(shè)施。發(fā)電側(cè)儲能的應(yīng)用一方面能夠配合發(fā)電機組的發(fā)電情況，輔助提高供電效率，另一方面參考用電負(fù)荷情況能夠及時調(diào)峰，起到削峰填谷的作用。

在“雙碳”目標(biāo)的指引下，風(fēng)、光、核電等可再生能源裝機需求預(yù)計還將持續(xù)提升，然而配套的儲能設(shè)備裝機量還嚴(yán)重不足。在這樣的情況下，能源并網(wǎng)將使電網(wǎng)消納功能在未來面臨更大挑戰(zhàn)。需要從發(fā)電側(cè)儲能的平衡調(diào)峰功能入手，以主導(dǎo)能源存儲與調(diào)配控制。這種調(diào)峰功能的工作原理非常有效，以光伏發(fā)電為例，太陽能電池板在上午到中午陽光最強時，不僅可以直接供應(yīng)電力，電力能夠超出系統(tǒng)的需求，于是開始為儲能系統(tǒng)充電；下午隨著陽光的減弱，儲能系統(tǒng)開始放電，用于填補光伏發(fā)電不足的缺口。由于發(fā)電側(cè)儲能項目工程普遍較大，投入成本較高，一般以政府政策引導(dǎo)，主要以政府引導(dǎo)基金、上市公司主導(dǎo)進(jìn)行投融資建設(shè)與運營，進(jìn)入門檻高但毛利水平偏低，上市公司參與更多是考慮自身業(yè)務(wù)需求的拓展所致，因此不適合社會資本的廣泛引入。

（二）輸配電側(cè)儲能

作為能源運輸轉(zhuǎn)換中間的一個環(huán)節(jié)，輸配電側(cè)主要是指發(fā)電企業(yè)在電動車用電等場景所建立的輸配電體系，例如充電站、換電站，在這個過程中，需要增加儲能環(huán)節(jié)，并依托智能平臺和智能微網(wǎng)等數(shù)字化手段協(xié)調(diào)“源網(wǎng)荷儲”平衡的實現(xiàn)。

輸配電網(wǎng)側(cè)儲能的核心優(yōu)勢在于技術(shù)壁壘相對較高，毛利率較發(fā)電側(cè)儲能更高。然而儲能的應(yīng)用在電網(wǎng)側(cè)還并不完善，由于輸配電價格中尚未體現(xiàn)儲能成本，因此儲能獲利空間受到了一定程度的限制，投資出現(xiàn)了滯漲局面。然而隨著輔助服務(wù)市場的日漸成熟，后續(xù)盈利空間會隨著盈利模式的多樣化而得以釋放。需要注意的是，儲能供應(yīng)商在輸配電網(wǎng)側(cè)需要和電網(wǎng)公司形成一定的營利性合作模式，才能夠長期良好發(fā)展。

（三）用戶側(cè)儲能

我國目前的用戶側(cè)儲能主要面向工商業(yè)，小規(guī)模家用用戶儲能在試行中，沒有大面積推廣。從用戶側(cè)來看，我國新能源發(fā)電的電價主要是按照用電負(fù)荷壓力征收三種電價，峰、平、谷三個時段用電價格不同。目前的用戶側(cè)儲能主要是光伏為主，建立了儲能系統(tǒng)的用戶也是通過用電高峰時供電、用電低谷時充電的方式，不僅能夠調(diào)峰保障供電平穩(wěn)充足，還能依靠峰谷價差進(jìn)行套利，縮減用電成本。此外，如果有留存的余電，可以入網(wǎng)供應(yīng)，提供給需要用電的其他用戶，通過該方式實現(xiàn)儲能的交易獲利。

用戶側(cè)儲能的投資門檻相對較低，投資額度相對小，利潤也比較可觀。由于更接近用戶端，變現(xiàn)方式多樣。用戶側(cè)儲能的應(yīng)用適合大型生產(chǎn)制造商，這些企業(yè)作為用電大戶，以降低成本為導(dǎo)向，將更多考慮用戶側(cè)儲能的布局。由此來看，社會資本更適合通過用戶側(cè)儲能模式參與到儲能市場中來。

三、分布式儲能的應(yīng)用與投資分析

分布式儲能分布式能源是一種布置在用戶側(cè)的儲能系統(tǒng)，集能源生產(chǎn)與消費為一體，具有就近利用、靈活高效、多元互動等特征，是具有較高市場投資價值的能源供給模式。

（一）分布式新能源模式

分布式儲能的提出是建立在分布式新能源的出發(fā)點之上的，是為了提升電力供應(yīng)的區(qū)域性便利性、穩(wěn)定性，與集中供電儲電的模式相比，將能源傳輸?shù)膿p耗量降到最低，以小規(guī)模投入在區(qū)域性高負(fù)荷用戶之間進(jìn)行高效率供電。分布式新能源是將分散的新能源資源加以協(xié)同利用，通過小型發(fā)電設(shè)備發(fā)電并連入電網(wǎng)的模式，以滿足附近用戶的用電需求。與一般我們認(rèn)知的新能源發(fā)電不同，這種方式不再以集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離規(guī)?；瘋鬏斀尤腚娋W(wǎng)方式進(jìn)行電力供應(yīng)，而是在用戶用電高負(fù)荷區(qū)域的核心位置，能夠最大限度地向用戶提供便利的電力供應(yīng)，且避免了傳輸過程中的電力消耗，很大程度提升了電力供應(yīng)效率，從而降低供電成本。光伏是最適合進(jìn)行分布式新能源布局的發(fā)電種類之一，在分布式能源的實踐中得到了充分的關(guān)注與重視。由于太陽能電池板體積小，可以利用建筑物頂端等場地進(jìn)行建設(shè)，規(guī)?？筛鶕?jù)用電情況隨時調(diào)整。對于大型的商業(yè)辦公區(qū)、工業(yè)區(qū)而言，這樣的電力供應(yīng)安排能夠形成穩(wěn)定高效的供電，在區(qū)域范圍內(nèi)自產(chǎn)自用，有效防止區(qū)域內(nèi)工商企業(yè)受到大規(guī)模限電停電的影響造成經(jīng)濟損失。

（二）分布式儲能的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景

作為“源網(wǎng)荷儲”的最后一環(huán)，分布式儲能力求為新能源供應(yīng)體系建設(shè)與運營提供配套儲能體系，輔助提高能源供給效率，并有效地實現(xiàn)削峰填谷的供電需求。實際上，分布式儲能的應(yīng)用場景多種多樣，在用戶側(cè)、配電網(wǎng)側(cè)以及分布式能源側(cè)皆可進(jìn)行應(yīng)用。而無論布局如何，分布式儲能核心目標(biāo)是提升區(qū)域供電自給水平，提高供電效率減少損耗，將新能源供電成本縮減到合理空間，從而降低電價，早日實現(xiàn)新能源對于傳統(tǒng)能源的全面替代，進(jìn)而完成“雙碳”目標(biāo)。由此判斷，分布式儲能將成為國家儲能發(fā)展的戰(zhàn)略性方向。從目前看，分布式儲能的裝機規(guī)模還很有限，增長空間廣闊。

從經(jīng)濟效益來看，投資建設(shè)分布式儲能，一方面通過削峰填谷、縮小輸電距離來進(jìn)行電價在不同時間段內(nèi)的套利，以降低用電成本，另一方面可以出售余電盈利。與一般的用戶側(cè)儲能不同，分布式儲能更加適合工商業(yè)聚集區(qū)域的調(diào)配輸電，分布式能源的“源網(wǎng)荷儲”一體化保障了電力供應(yīng)控制與調(diào)配的平穩(wěn)性，該模式更加適合一般生產(chǎn)制造業(yè)和商業(yè)集群的推廣，容易形成區(qū)域內(nèi)規(guī)模經(jīng)濟效益，更適合我國國情與工商業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的需要。

（三）分布式能源的盈利模式及投資策略

1.以租代售模式

開發(fā)商將儲能系統(tǒng)向用戶出租，用戶一方面通過電費時間價差套利，降低高峰電費，一方面擁有了備用電源。在該模式中，投資人可參與投資儲能系統(tǒng)項目，以該模式投資具有穩(wěn)定租金回款，現(xiàn)金流充足的優(yōu)勢。

2.共享節(jié)約收益

該模式是以儲能項目開發(fā)商與用戶即業(yè)主共享儲能資源共同獲益為盈利模式。用戶作為儲能項目的使用者，需要向儲能項目開發(fā)商支付電費，而該儲能項目以消納方式形成的收益則以電費節(jié)約的數(shù)額形式按比例分配到開發(fā)商與用戶。該模式的主要用戶大多是工商企業(yè)用戶，家庭用戶極少。該模式從投資角度來看與以租代售模式相似，不僅有穩(wěn)定的現(xiàn)金流收入，而且企業(yè)用戶更容易形成規(guī)模，合同期限更長更穩(wěn)定，更加適合投資人參與。

3.虛擬電廠模式

虛擬電廠是以電力需求側(cè)為核心建立具備發(fā)電廠功能特性的虛擬主體，利用先進(jìn)的通信、控制以及管理技術(shù)，整合分散的分布式電源、用戶側(cè)儲能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等需求側(cè)資源，形成完整的小型供電系統(tǒng)，并且可以像電力供應(yīng)側(cè)的傳統(tǒng)電廠一樣參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易。它以中央控制室為核心，將所有覆蓋范圍內(nèi)工商業(yè)和居民用戶與智能電網(wǎng)相關(guān)的儲能系統(tǒng)集結(jié)在一起，進(jìn)行分析控制，并對系統(tǒng)運行進(jìn)行優(yōu)化，從而在電網(wǎng)服務(wù)中獲取相應(yīng)的收益。“虛擬電廠”模式的提出使儲能成了一個具有多重應(yīng)用價值的綜合服務(wù)中心。作為分布式儲能的一種形式，將所有可調(diào)動的資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配與管理，一方面參與電力市場通過調(diào)頻、備用容量等應(yīng)用形成收益，另一方面也可以對輸配電體系發(fā)揮電壓支持、延緩輸配電擴容升級、需求響應(yīng)等方面的應(yīng)用價值。虛擬電廠更適合社會資本的引入。

4.投資核心控制技術(shù)

除上述以日常儲能項目的盈利作為投資標(biāo)的外，針對儲能的核心應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行投資也是不錯的選擇。盡管儲能技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，但在投資過程中，有一些必要的核心點依然是成功投資的關(guān)鍵因素，需要進(jìn)行深入考量。其中最關(guān)鍵的即分布式儲能的控制系統(tǒng)。由于儲能系統(tǒng)承擔(dān)著電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰控制職能，在對波動性極高的新型能源電力并入電網(wǎng)的過程中，單一分布式儲能能力有限，需要調(diào)集和協(xié)同區(qū)域內(nèi)的多個分布式儲能系統(tǒng)單元共同響應(yīng)并協(xié)同控制，因此控制系統(tǒng)需要從智能化角度入手，提升控制系統(tǒng)相互聯(lián)動、響應(yīng)速度等需求，需要對每個最小單元形成精準(zhǔn)控制，才能提高調(diào)控效率，從而提升供電質(zhì)量、持續(xù)性與穩(wěn)定性。

以虛擬電廠為例，投資人除了可以獲取參與虛擬電廠建設(shè)投資與盈利分紅外，還可以圍繞中央控制室的核心控制軟件企業(yè)進(jìn)行投資。以軟件的出售或SAAS線上應(yīng)用流量等方式盈利。

結(jié)語：

隨著雙碳目標(biāo)的提出，我國的能源結(jié)構(gòu)開始加速變革，這場如長跑一般的變革將逐漸通過新技術(shù)、新模式的不斷探索，最終將可再生能源推廣到每個終端用戶，形成對傳統(tǒng)能源的完全替代。以新型電力為主導(dǎo)的可再生能源還有極大的發(fā)展空間，在這個過程中，儲能將伴隨新型電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的布局同步擴張。作為新能源發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵一環(huán)，儲能體系承擔(dān)著極為重要的職能。加速推進(jìn)儲能的技術(shù)攻關(guān)，不斷探索創(chuàng)新的發(fā)展模式，才能更快地解決新能源價格高、穩(wěn)定性差、供應(yīng)不足等一系列障礙，為新型供電系統(tǒng)的建設(shè)與推廣鋪平道路。特別是下沉至各級地方政府有序推進(jìn)分布式儲能的規(guī)劃建設(shè)，統(tǒng)籌資源，引導(dǎo)社會資本向著高效率、低成本的項目自主匯集，才能夠從根本上推進(jìn)能源改革進(jìn)程，達(dá)成“雙碳”目標(biāo)。

（作者單位：國家能源集團(tuán)青海電力有限公司）