“十三五”需大力規(guī)劃發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)
我國(guó)要大力發(fā)展可再生能源已經(jīng)形成共識(shí)。但可再生能源并網(wǎng)有一個(gè)大障礙在于其發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性與不可預(yù)測(cè)性。發(fā)電并網(wǎng)比例上升，電網(wǎng)波動(dòng)性顯著增加，穩(wěn)定性降低，成本大幅度提高。因此，為了實(shí)現(xiàn)新能源大規(guī)模應(yīng)用，必須規(guī)劃相應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
在能源領(lǐng)域內(nèi)，可再生能源不僅被視為解決環(huán)境問(wèn)題尤其是二氧化碳減排的有效途徑，而且長(zhǎng)期看，還可能是滿足人類能源需求的最重要的解決方案之一。
中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)是嚴(yán)重的環(huán)境污染尤其霧霾等現(xiàn)象的主要因素，發(fā)展可再生能源，滿足能源需求增長(zhǎng)、展開(kāi)對(duì)煤炭的替代過(guò)程已經(jīng)開(kāi)始。我國(guó)“十三五”能源規(guī)劃提出，到2020年，一次能源消費(fèi)總量控制在48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到15%。
2014年，中國(guó)可再生能源發(fā)電量為1.2萬(wàn)億千瓦時(shí)，占總發(fā)電量的22%。其中水電最高，核電次之，以風(fēng)電與光伏為代表的新能源總發(fā)電量為1794億千瓦時(shí)，占比僅為3.24%。按現(xiàn)有發(fā)展進(jìn)度折算，到2020年，水電與核電可能新增約3000億千瓦時(shí)，因此，風(fēng)電與光伏需要填補(bǔ)4000億千瓦時(shí)的發(fā)電缺口。風(fēng)電光伏并網(wǎng)比例必然超過(guò)5%，甚至有可能接近10%。
我們看到，傳統(tǒng)儲(chǔ)能的主要形式為抽水蓄能電站，然而抽水蓄能電站的建設(shè)由于選址的限制，很難與風(fēng)電光伏配合，因而難以滿足“十三五”新能源裝機(jī)的發(fā)展要求。因此，五至十年內(nèi)，電池儲(chǔ)能可能是解決新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題的必經(jīng)途徑。電池儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展迅速，能量密度與功率密度較高，應(yīng)用較為靈活，可以高效地與新能源發(fā)電進(jìn)行轉(zhuǎn)換。2015年5月，Tesla發(fā)布名為PowerWall的家用電池系統(tǒng)和商用電池系統(tǒng)Powerpack，則標(biāo)志著電池儲(chǔ)能商業(yè)化的開(kāi)始。
儲(chǔ)能技術(shù)受到了政府的關(guān)注，國(guó)家能源局已經(jīng)委托中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)啟動(dòng)國(guó)家儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)“十三五”規(guī)劃大綱的編寫(xiě)工作，以指導(dǎo)與推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展。大綱編寫(xiě)意見(jiàn)指出：應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)能為電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰填谷，解決供用電矛盾；提高電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性和安全性，減少備用需求及停電損失；作為用戶側(cè)輔助電源，提高電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行；作為分布式發(fā)電及微電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，穩(wěn)定系統(tǒng)輸出、備用電源、提高調(diào)度靈活性、降低運(yùn)行成本、減少用戶電費(fèi)。
可以預(yù)見(jiàn)，“十三五”規(guī)劃將支持儲(chǔ)能技術(shù)得到飛躍式發(fā)展。然而，經(jīng)濟(jì)視角的研究也應(yīng)作為儲(chǔ)能技術(shù)政策制定的基礎(chǔ)。
上述大綱編寫(xiě)意見(jiàn)中，首先指出儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)以提升電網(wǎng)穩(wěn)定性為目的，可以認(rèn)為儲(chǔ)能設(shè)備所有者為電網(wǎng)與電力公司，目的是降低電網(wǎng)成本；之后又指出儲(chǔ)能應(yīng)在分布式發(fā)電與微網(wǎng)側(cè)發(fā)揮作用，可以認(rèn)為用電單位為儲(chǔ)能設(shè)備的所有者，目的是發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益。這兩大目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的主體結(jié)構(gòu)不一致、目標(biāo)不一致，可能不能同時(shí)達(dá)到最優(yōu)。
儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)體現(xiàn)為儲(chǔ)能收益大于儲(chǔ)能成本。從電網(wǎng)側(cè)來(lái)看，儲(chǔ)能的主要目標(biāo)是調(diào)節(jié)峰谷，減少新能源發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的沖擊。因此，電網(wǎng)的儲(chǔ)能收益體現(xiàn)為儲(chǔ)能導(dǎo)致的電網(wǎng)成本的降低。
現(xiàn)階段中國(guó)新能源發(fā)電比例很小，峰谷電價(jià)等分時(shí)電價(jià)的制定無(wú)須考慮新能源發(fā)電的影響。但峰谷電價(jià)與電力需求具有正相關(guān)性，運(yùn)用得當(dāng)儲(chǔ)能可以同時(shí)優(yōu)化上述兩大目標(biāo)。然而當(dāng)新能源發(fā)電占到一定比例后，供需雙方的作用將使電力需求的峰谷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，新能源發(fā)電不存在燃料成本，其運(yùn)行成本可以忽略不計(jì)，電網(wǎng)運(yùn)行成本由扣除新能源發(fā)電的其他發(fā)電部分決定。
要使儲(chǔ)能在分布式中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，還需要解決市場(chǎng)準(zhǔn)入的問(wèn)題。如果只允許用戶自儲(chǔ)自用，將會(huì)限制儲(chǔ)能的投資熱情。但若是允許儲(chǔ)能作為電源接入電網(wǎng)，則需要有相關(guān)的政策和標(biāo)準(zhǔn)以配合。這方面國(guó)外已經(jīng)有現(xiàn)成的案例，如美國(guó)的FERC792法案就將儲(chǔ)能定義為小型發(fā)電設(shè)備，允許其并網(wǎng)運(yùn)行。
儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠幫助電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)頻調(diào)峰，同時(shí)在不增加電網(wǎng)容量的情況下提升可再生能源的消納能力。這些可以視為儲(chǔ)能的外部性。但在市場(chǎng)交易中外部性是無(wú)法得到體現(xiàn)的，這就需要通過(guò)補(bǔ)貼等手段進(jìn)行調(diào)節(jié)。
那么，儲(chǔ)能的外部性如何衡量？如何制定有效的補(bǔ)貼政策？外部性的地區(qū)差異如何評(píng)價(jià)與補(bǔ)償？就成了需要深入研究的問(wèn)題。
產(chǎn)業(yè)方面，鑒于儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于可再生能源發(fā)展的重要作用，應(yīng)該對(duì)相關(guān)研發(fā)給予補(bǔ)貼與扶持。特別是在技術(shù)發(fā)展的初期階段，由于技術(shù)積累水平和市場(chǎng)規(guī)模等因素的制約，儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)收益可能無(wú)法覆蓋其成本。這就需要在政策上對(duì)于儲(chǔ)能研發(fā)進(jìn)行扶持，在制定產(chǎn)業(yè)政策時(shí)，應(yīng)特別注意激勵(lì)機(jī)制的合理性，以避免浪費(fèi)補(bǔ)貼。
綜上，儲(chǔ)能技術(shù)作為“十三五”能源發(fā)展中重要的一環(huán)，在制定發(fā)展目標(biāo)時(shí)，要把經(jīng)濟(jì)性研究與技術(shù)研究放在同等重要的位置進(jìn)行考量。
可再生能源發(fā)電并網(wǎng)是世界性的難題，需要在合理的市場(chǎng)機(jī)制下，由電價(jià)經(jīng)濟(jì)性杠桿與儲(chǔ)能技術(shù)物理性杠桿同時(shí)發(fā)揮作用。經(jīng)濟(jì)方面的研究著眼于如何優(yōu)化資源配置，其對(duì)促進(jìn)儲(chǔ)能的健康發(fā)展可能更為重要。這就要求對(duì)市場(chǎng)機(jī)制的設(shè)計(jì)、價(jià)格杠桿的應(yīng)用、補(bǔ)貼政策的制定以及產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃等一系列問(wèn)題，進(jìn)行系統(tǒng)性的評(píng)估。
只有經(jīng)濟(jì)研究與技術(shù)研究?jī)蓷l腿走路，才能促使儲(chǔ)能行業(yè)在“十三五”健康發(fā)展，更有效地同時(shí)實(shí)現(xiàn)改善電網(wǎng)穩(wěn)定性與實(shí)現(xiàn)盈利兩大目標(biāo)。
