雙碳目標下儲能參與電力系統(tǒng)輔助服務(wù)及發(fā)展前景分析報告

1、2022年9月9日雙碳目標下儲能參與電力輔助服務(wù)及發(fā)展前景CONTENTS目錄Part 1儲能市場環(huán)境演變Part 2儲能參與輔助服務(wù)方式Part 3雙碳目標下儲能發(fā)展前景一、儲能市場環(huán)境演變1、“雙碳”目標戰(zhàn)略時間內(nèi)容2020年9月22日在第七十五屆聯(lián)合國大會上宣布中國力爭 2030 年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取 2060年前實現(xiàn)碳中和目標。2021年5月26日碳達峰碳中和工作領(lǐng)導(dǎo)小組第一次全體會議在北京召開2021年7月16日全國碳排放權(quán)交易市場正式開啟2021年10月24日中共中央、國務(wù)院印發(fā)關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做 好碳達峰碳中和工作的 意見2021年10月26日國務(wù)院印

2、發(fā)2030年前碳達峰行動方案為碳達峰、碳中和進行系統(tǒng)謀劃、總體部署指 導(dǎo)性文件能源、工業(yè)、交通運輸、城鄉(xiāng)建 設(shè)等分領(lǐng)域分行業(yè) 碳達峰實施方 案和相關(guān)保障方案一、儲能市場環(huán)境演變美國具有全球最大的 儲能市場，英國、澳 大利亞、德國等國家 開始研究儲能的發(fā)展 趨勢和戰(zhàn)略定位，探 索儲能在電力市場中 的廣泛應(yīng)用。2、近幾年國內(nèi)外儲能發(fā)展態(tài)勢20172018中國電化學(xué)儲能技術(shù) 邁進規(guī)模化發(fā)展的新 階段，發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)儲能項目逐步上線，而澳大利亞、加拿大、日本等國家主要將儲能應(yīng)用在用戶側(cè)領(lǐng)域。2019美國、澳大利亞、日 本等國家由于政策激 勵計劃，新增投運規(guī) 模大幅提升，而中國、 英國、德國等國家過 去

3、兩年儲能市場份額 過度激增，且電力系 統(tǒng)市場需求漸趨飽和， 導(dǎo)致儲能市場處于低 迷狀態(tài)。單擊此處添加標題2021環(huán)顧全球，世界主要 國家都已經(jīng)把發(fā)展儲 能產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略， 國際市場繼續(xù)展開儲 能制造業(yè)戰(zhàn)略制高點 的競爭。儲能產(chǎn)業(yè)又 一次站在風口之上。2020美國能源部( DOE ) 發(fā)布了“儲能大挑戰(zhàn) 路線圖” ,歐盟委員 會發(fā)布了“ 2030電 池創(chuàng)新路線圖”。均 系統(tǒng)提出了未來儲能 發(fā)展的戰(zhàn)略目標。中 國儲能行業(yè)終于突破 了過去七年反復(fù)提及 的1500元/kWh系統(tǒng) 成本的關(guān)鍵拐點。2022年8月10日，教育部辦公廳、國家發(fā)展改革委辦公廳、國家能源局綜合司發(fā)布關(guān)于 實施儲能技術(shù)國家急需高

4、層次人才培養(yǎng)專項的通知（教研廳函202210號）一、儲能市場環(huán)境演變3、儲能政策宏觀變化形式儲能行業(yè)迅速發(fā)展起步，儲 能技術(shù)產(chǎn)業(yè)分為研發(fā)示范、 商業(yè)化過渡和規(guī)模化發(fā)展市場需求飽和，發(fā)展低迷， 輸配定價成本辦法規(guī)定，不 利于儲能系統(tǒng)成本疏導(dǎo)儲能政策趨于利好，激發(fā) 儲能產(chǎn)業(yè)內(nèi)生動力兩步走戰(zhàn)略：新型儲能從商 業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變、 全面市場化發(fā)展推動新型儲能與新能源、常規(guī)電源協(xié)同優(yōu)化運行，充分挖掘常規(guī) 電源儲能潛力，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和容量支撐能力。探索儲能融合發(fā) 展新場景，拓展新型儲能應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。一、儲能市場環(huán)境演變4、儲能政策宏觀變化形式(近兩年詳細解讀)2021.07.23關(guān)于加快推

5、動新型儲能發(fā)展 的指導(dǎo)意見首次提出裝機規(guī)模目標：預(yù)計到2025年，新型儲能裝機規(guī)模達30GW以上，5年內(nèi)近10倍的增長空間。2021.07.29關(guān)于進一步完善分時電價機制 的通知完善峰谷電價機制，上年或當年預(yù)計最大系統(tǒng)峰谷差率超過40%的 地方，峰谷電價價差原則上不低于4:1；其他地方原則上不低于3:1。 提到建立尖峰電價機制。2021.08.10關(guān)于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自 建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模的 通知鼓勵自建，允許購買；包括：抽蓄、電儲能、氣電、光熱、靈活性 改造的煤電保障性外項目配15%、4h（20%優(yōu)先并網(wǎng)）可自主運營（獨立主體參與電力市場）或由電網(wǎng)調(diào)度管理（按價格 政策獲取收

6、益）2021.12.21電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定電力輔助服務(wù)管理辦法新型儲能電站作為并網(wǎng)主體，和其他發(fā)電主體一樣（包括抽蓄）參 與電力輔助服務(wù)。2022.03.21“十四五”新型儲能 發(fā)展實施方案2025年新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段.電儲能成本降低30%以上；氫儲能、熱（冷）儲能等長時儲能技術(shù)取得突破等。2022.05.25加強電化學(xué)儲能電站安全管理的 通知從高度重視電化學(xué)儲能電站安全管理、設(shè)備選型、施工驗收、并網(wǎng) 驗收、運行維護安全管理、應(yīng)急消防處置等7方面提出了具體要求。2022.06.07關(guān)于進一步推動新型儲能參與電 力市場和調(diào)度運用的通知新型儲能可作為獨立儲能參與電力市場，獨立

7、儲能電站向電網(wǎng)送電， 其相應(yīng)充電電量不承擔輸配電價和政府型基金及附加。一、儲能市場環(huán)境演變5、典型地區(qū)儲能參與調(diào)頻補償標準地區(qū)準入準則調(diào)頻補償福建10MW 綜合調(diào)頻指標0.53容量補償240/MW 里程補償12元/MW山東-6元/MW山西-12- 20元/MW云南綜合調(diào)頻指標0.3容量補償:5元/MWh 里程補償:3 - 8元/MW廣東-第一年申報：5.5 - 15元/MW 未中標：3.65/MWh江蘇10MW/20MWh基本補償：2元/MW 容量補償：50元/MW里程補償：0.1元-1.2元/MW各區(qū)域監(jiān)管局出臺兩個 輔助服務(wù)實施細則，鼓勵并 允許儲能作為獨立主體參與 電力輔助服務(wù)市場。20

8、20年，江蘇省調(diào)頻規(guī) 則 規(guī) 定 裝 機 規(guī) 模 在 10MW/20MWh以上的儲 能電站或單站5MW且可匯 集成10MW/20MWh的集 中電站，均可注冊電力調(diào)頻 服務(wù)市場成員。一、儲能市場環(huán)境演變6、典型地區(qū)儲能參與調(diào)峰補償標準地區(qū)準入準則調(diào)頻補償青海10MW/20MWh0.5元/kWh新疆5MW/10MWh0.55元/kWh安徽-與燃煤火電機組競價報價區(qū)間：300- 800/MWh湖南10MW深度調(diào)峰：0.2元/kWh 緊急短時：0.45 - 0.6元/kWh山東5MW/10MWh有償調(diào)峰：0.15元/kWh 停機調(diào)峰：0.40元/kWh江蘇20MW/40MW中長期調(diào)峰：谷段：250元/

9、MWh 平段：600元/MWh峰段：900元/MWh短期調(diào)峰：需求4h：1元/kWh 需求4h：2元/kWh江蘇省以日或月為交易周期 向電網(wǎng)提供中長期或短期可 調(diào)負荷輔助交易，在中長期 輔助交易周期中，依靠實際 調(diào)節(jié)量判斷用戶的補償費用 和考核費用，報價區(qū)間劃分 為谷段、平段、峰段。每兆 瓦時報價上限分別對應(yīng)250 元、600元、900元。一、儲能市場環(huán)境演變7、國家能源局華東監(jiān)管局發(fā)布“兩個細則”（模擬運行稿）2022年8月29日，國家能源局華東監(jiān)管局印發(fā)華東區(qū)域電力輔助服務(wù)管理實施細則（模擬運行稿）和華東區(qū)域電力并網(wǎng)運行管理實施細則（模擬運行稿）。并網(wǎng)主體包括發(fā)電側(cè)并網(wǎng)主體、可調(diào)節(jié)負荷和新

10、型儲能等。電源側(cè)、負荷側(cè)電儲能經(jīng) 所在電源側(cè)、負荷側(cè)法人同意并具備相關(guān)條件，可以從電源側(cè)、負荷側(cè)獨立出來，按 照公用電儲能方式參與輔助服務(wù)補償（同時參與并網(wǎng)運行考核）。以調(diào)頻為主的新型儲能，每月根據(jù)發(fā)電側(cè)并網(wǎng)主體、新型儲能AGC投運情況和可調(diào)節(jié) 容量給予補償，補償費用為360元/兆瓦月；調(diào)用補償費用為3元/兆瓦，其補償標準大 幅低于山西、廣東調(diào)頻市場。以調(diào)峰為主的新型儲能，補償標準為160元/兆瓦時，低于南方區(qū)域的標準，也遠低于 新型儲能的度電成本。二、儲能參與輔助服務(wù)方式1、主流儲能應(yīng)用于輔助服務(wù)概況抽水儲能最為成熟電化學(xué)儲能增長最大， 其中鋰電池占比最高光熱等熔鹽儲能應(yīng)用價值 氫能具有廣闊

11、發(fā)展空間在選擇儲能技術(shù)路線時，除了考慮投資成本、運行維護費用等經(jīng)濟因素以及安全和環(huán)境 因素外，衡量的技術(shù)指標包括能量密度、功率密度、響應(yīng)時間、充放電效率和使用壽命。綜 合考慮各種技術(shù)的優(yōu)劣勢，揚長避短，合理配置。二、儲能參與輔助服務(wù)方式2、各類儲能技術(shù)及適用規(guī)模能量型 儲能功率型 儲能短時儲能 長時儲能（跨天跨周）不同應(yīng)用場景 各類儲能各具 優(yōu)勢抽水蓄能是世界上體量最大、最成熟的大規(guī)模電儲能利用方式在電力系統(tǒng)中承擔調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、系統(tǒng)備用、黑啟動等作用二、儲能參與輔助服務(wù)方式3、國家重點研發(fā)計劃“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點專項2022年指南中長時間尺度儲能技術(shù)低成本長壽命錳基儲能鋰離子電

12、池（共性關(guān)鍵技術(shù)類）有機儲能電池（基礎(chǔ)研究類，含青年科學(xué)家項目）水系金屬離子儲能電池 （基礎(chǔ)研究類，含青年科學(xué)家項目）百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術(shù) （共性關(guān)鍵技術(shù)類）短時高頻儲能技術(shù)高功率鋰離子電池儲能技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）高功率雙離子儲能電池（ 基礎(chǔ)研究類）超長時間尺度儲能技術(shù)新一代液流電池儲能技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)類，含青年科學(xué)家項目）寬液體溫域高溫熔鹽儲熱技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）二、儲能參與輔助服務(wù)方式提高新能源消納提升功率預(yù)測精度提供輔助服務(wù)調(diào)頻調(diào)峰事故備用提升用電可靠性電力自發(fā)自用，減少電費支出削峰填谷動態(tài)擴容虛擬電廠應(yīng)急保障4、儲能典型應(yīng)用場景電源側(cè)電源側(cè)儲能+風光/傳統(tǒng)能源電網(wǎng)側(cè)電網(wǎng)側(cè)

13、獨立儲能用戶側(cè)用戶側(cè)獨立儲能 用戶側(cè)儲能+風光儲能是一種靈活性調(diào)節(jié)資源，核心價值是能夠提供服務(wù)二、儲能參與輔助服務(wù)方式5、儲能在發(fā)電側(cè)參與輔助服務(wù)主要模式源網(wǎng)荷儲電力輔助服務(wù)市場有功控制和無功補償平滑風光發(fā)電曲線減少棄風/光儲能在發(fā)電側(cè)調(diào)峰調(diào)頻的主要政策支持模式：火儲聯(lián)合：山西、內(nèi)蒙、廣東等地區(qū)，“兩個細則”風光儲聯(lián)合：“三北地區(qū)” 尤其在西藏、新疆、甘肅、青海、寧夏主要收益是“棄電”政策新趨勢是從“棄光棄電利用”到“考核驅(qū)動”綜合能源與微電網(wǎng)：電網(wǎng)支撐、平衡負荷等，青海、甘肅、西藏、內(nèi)蒙等地政策新趨勢是構(gòu)建虛擬電廠參與電力輔助服務(wù)6、儲能聯(lián)合火電參與輔助服務(wù)二、儲能參與輔助服務(wù)方式火電與儲能

14、彼此割裂無法發(fā)揮兩者各自優(yōu)勢傳統(tǒng)模式新模式火電與儲能相互聯(lián)系火儲協(xié)同，整體最優(yōu)火儲調(diào)頻火電機組在參與調(diào)峰調(diào)頻時對于儲能裝置配置需求不同調(diào)峰：能夠持續(xù)、穩(wěn)定的吸收或釋放能量的儲能類型調(diào)頻：能夠快速、精確的響應(yīng)負荷變化要求的儲能類型目前輔助服務(wù)政策框架下，火儲項目存在博弈性，需密切 把握政策動向，火電廠配置儲能增加了投資及運營成本7、儲能聯(lián)合新能源參與輔助服務(wù)儲能系統(tǒng)對光伏電站的穩(wěn)定運行和動態(tài) 電能質(zhì)量保障起到至關(guān)重要的作用儲能聯(lián)合風電運行有效提高了系統(tǒng) 穩(wěn)定性，增強風電穿透功率極限程度均衡負載減少沖擊平滑切換出力預(yù)測不確定性穩(wěn)定性二、儲能參與輔助服務(wù)方式能量型儲能裝置減少棄風/光 提高功率預(yù)測精

15、度功率型儲能裝置一次調(diào)頻8、儲能參與電力系統(tǒng)輔助服務(wù)性能評估二、儲能參與輔助服務(wù)方式三、雙碳目標下儲能發(fā)展前景1、儲能的特點及定位儲能在我國電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的應(yīng)用前景十分廣闊，并且“十四五”規(guī)劃 已明確提出加快發(fā)展非化石能源，有序擴大風電和光伏發(fā)電的規(guī)模，推進新儲能技術(shù)規(guī)?；?應(yīng)用，進一步加強源網(wǎng)荷儲銜接，提高電力系統(tǒng)互補互濟和智能調(diào)節(jié)能力，從根源上減少碳 排放和碳污染。因此，擴寬儲能系統(tǒng)應(yīng)用場景是早日實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵保障。優(yōu)點輔助服務(wù)主要類別可靠性強響應(yīng)快容量大節(jié)省運營成本效率高液流電池鋰離子電池抽水蓄能鈉離子電池飛輪無功調(diào)節(jié)黑啟動調(diào)頻調(diào)峰三、雙碳目標下儲能發(fā)展前景2、混

16、合儲能技術(shù)參與電力系統(tǒng)輔助服務(wù)從目前的儲能技術(shù)發(fā)展水平看，單一的儲能技術(shù)很難同時滿足能量密度、功率密度、儲能 效率、使用壽命、環(huán)境特性以及成本等性能指標，如果將兩種或以上互補性強的儲能技術(shù)相結(jié) 合，組成復(fù)合儲能，則可以取得良好的技術(shù)經(jīng)濟性能。將功率密度高、儲能效率高以及循環(huán)壽 命長的儲能技術(shù)與能量密度高但受制于電化學(xué)反應(yīng)過程的儲能技術(shù)相結(jié)合，以最大程度地發(fā)揮 各種儲能技術(shù)的優(yōu)勢，降低全壽命周期費用，提高系統(tǒng)經(jīng)濟性。超導(dǎo)儲能、飛輪儲能、 超級電容或大功率鋰電池等鉛酸電池、鋰電池、 液流電池或鈉硫電池等功率型儲能能量型儲能三、雙碳目標下儲能發(fā)展前景3、儲能與綜合智慧能源融合發(fā)展綜合智慧能源包含“源

17、”“網(wǎng)”“荷”“儲”儲能是保障綜合能源高效穩(wěn)定運行必備要素 儲荷融合可充分體現(xiàn)儲能社會效益和經(jīng)濟價值綜合智慧能源根據(jù)用戶用能需求，采用不同 儲能配置：冷熱電三聯(lián)供：一般配水/冰（南方）儲能分布式風/光：一般配電儲能儲熱（水儲能）電儲能三、雙碳目標下儲能發(fā)展前景4、“儲能+”與共享儲能發(fā)展“儲能+傳統(tǒng)發(fā)電”改善機組性 能，提高負荷需求響應(yīng)速度“儲能+新能源發(fā)電”減少了棄 光棄風現(xiàn)象，提高新能源利 用效率“儲能+電網(wǎng)”減少區(qū)域控制誤 差，削弱新能源并網(wǎng)影響“儲能+用戶”降低用電成本將分布式儲能通過聚合響應(yīng)進行聯(lián)合調(diào)控（虛擬電廠），分散儲能得到合理利用，打破各個傳 統(tǒng)儲能系統(tǒng)之間壁壘，有助于電網(wǎng)和發(fā)電行業(yè)聯(lián)合運行調(diào)控，提高電能品質(zhì)和儲能系統(tǒng)利用率。三、雙碳目標下儲能發(fā)展前景5、推進儲能政策改革，充分發(fā)揮儲能優(yōu)勢不僅將大功率、大容量、長 時間尺度的儲能系統(tǒng)納入獨 立主體，也應(yīng)涵蓋中小儲能 電站，并給與更明確的政策 支持，打造儲能市場交易平 臺，并將儲能作為獨立主體 納入交易市場。明確儲能主體地位建立健全輔助服務(wù)補償機制鼓勵投資方式、交易方式多元化中國的地域、電力市場和用 電需求參差不齊，需考慮地 域