各省基本都要求光伏電站配置5%~20%功率、1~2h的電化學儲能。而且,配置要求也在不斷提高。如山東在2020年儲能配置要求是10%*2h,而2021年則提高到20%*2h。 不久前兩部委下發的《關于鼓勵可再生能源發電企業自建或購買調峰能力增加并網規模的通知》更是提出:市場化規模部分,需要配置15%~20%*4小時的化學儲能系統。 在政策的催動下,國內“風電、光伏電站+儲能”市場實現爆發式增長,大量新項目開工。然而,“新能源+儲能”項目在實施過程中,面臨成本回收難、安全壓力大等困境。 二、新能源場站配儲能面臨的困境 1、帶來額外成本,影響電站收益 2021年開始,全國陸上風電、集中光伏電站全面去補貼,只有部分資源條件好、上網電價高地區的項目才能達到合理的收益率。然而,如果按當前各省要求,配置5%~20%功率、1~2h的電化學儲能,在目前的造價水平下,相當于給新能源場站帶來0.15~0.6元/W的成本增加。如果儲能系統本身無盈利模式,對于大多數光伏項目,內部收益率將下降0.3~1.5個百分點。 2、存在安全隱患 根據中關村儲能聯盟的數據,截止2020年底,全球的電化學儲能只有14.2GW,主要安裝在中國、美國、歐洲。
可見,電化學儲能裝置在電力系統中幾十吉瓦級別的應用,在國際上沒有先例;在國內,電化學儲能的相關技術標準和安全標準也不完善,包括消防標準、電力系統接入標準都處于缺失狀態。據了解,儲能裝置若作為一個獨立項目,無法取得安全消防手續,也不具備運行資質。若與新能源項目配套,則將所有安全風險全部轉嫁到新能源企業身上。
根據TÜV南德的統計,自2017年以來,全球已發生30起以上儲能相關的安全事故,這對國內爆發式增長的“新能源+儲能”市場來說,壓力巨大。而今年5月國內的一起儲能電站安全事故,再一次把電化學儲能的安全性推到風口浪尖。事后,多個涉及儲能的電站被要求暫停運行進行整改。
然而,當越來越多省份將配套儲能作為新能源項目獲得指標、并網的前置條件,投資企業必須開展儲能電站盈利模式、安全穩定運行的探索。
三、“光伏+儲能”的盈利模式1、光儲電站兩種來源的收益
方式一:調峰調頻補償
當前,全國至少有19個省明確給出參與調度的儲能電站調峰、調頻補償的標準,集中在200~600元/MWh,這成為儲能電站成本回收的最主要途徑。(詳見《19省儲能調峰、調頻政策與費用一覽!》)
以華東最大光儲融合電站—山東萊州土山鎮的“光伏+儲能”項目為例。該光伏電站一期120MW于2020年投運。按當時的要求,配置12MW/24MWh (10%*2h)的儲能系統;經過調試,該儲能電站已經接入省級平臺,可由省調直接調度。
據該電站站長介紹,由于項目采用了陽光電源自主研發的大型光儲電站PowMart智慧能源解決方案,從頻率擾動至目標值調節響應時間小于400ms,完全滿足高標準、并網技術規范要求,因此成為當地的標桿電站。僅4月份,該電站就被省電網調用了15次,調用頻率50%;儲能電站轉換效率平均在88%左右,并且幾乎沒有故障。按山東目前200元/MWh的補貼標準,電站4月份獲得超過6萬元的補貼。
方式二:大幅節約廠用電成本
除調峰補償費外,儲能電站還能有效節約廠用電費。目前,光伏電站的廠用電占到總發電量的0.5%左右,執行當地的大工業電價。因此,是一筆不少的運營費用。
山東萊州光儲電站站長介紹,每天下午接到電網不參與調度命令的后,電站就會將當日的部分發電量進行存儲。項目上網電價為0.4148元/度。即使考慮88%的轉換效率,廠用電也能節省0.1~0.2元/度的電費成本。二期將實現平價上網,電費節省幅度更大。
2、儲能電站降本
即便采取上述兩種方式,儲能電站的成本回收期仍然很長。如果按當時約2元/Wh的投資標準計算,山東萊州項目儲能電站總投資約為4800萬元。按照目前的運營狀況來看,預期15年能收回投資。這無疑會拉長整個光伏電站的投資回收期。因此,儲能設施的降本勢在必行!
隨著1500V系統在光伏項目中的應用,儲能系統也逐漸從1000V提高到1500V,將降低電站投資約10%,效率提升約0.6%。
陽光電源的工程師算了一筆賬。當儲能系統從1000V提高到1500V,
1)設備的能量密度提高35%以上,功率密度提升38%以上,導致占地面積減少,工程量降低,從而使建設成本降低35%左右;一體化、大系統設計,輔助設施、交流器成本也會下降30%;整體下來,儲能系統成本下降10%左右。
2)交流側電壓升高降低交流線損30%以上,加之直流側線損減少及PCS效率的提升,從而使系統循環效率提升0.6%。
隨著儲能系統內成本下降,效率提高,預期未來5年LCOS將明顯降低。
四、全過程管理保障儲能設施安全近期,國家發展改革委、國家能源局組織起草了《電化學儲能電站安全管理暫行辦法(征求意見稿)》,來加強電化學儲能電站安全管理。對儲能產品質量、電站設計、施工與驗收、運營管理等方面都提出要求。因此,儲能電站的安全必須進行全過程管理。
首先,要選擇有經驗的儲能系統集成商,將安全理念要貫穿儲能系統設計的全過程。根據《儲能產業白皮書》,2020年國內儲能系統集成商業績前十名如下圖所示。
以山東萊州光儲項目的儲能系統為例,采用四層安全性設計,即防—護—消—泄的設計理念,覆蓋儲能電站全生命周期。
其次,更要重視日常維護。
山東萊州光儲項目站長介紹:對于儲能電站的安全運營而言,產品質量重要,平時的運維更加重要!
在加裝儲能之后,光伏電站的日常運維工作量明顯增加,考量到儲能安全性的問題,也增加了日常巡檢頻率;在5月國內儲能電站事故后,進行儲能安全隱患排查整改并修訂儲能應急預案,同時還聯合當地消防部門進行了消防演練,并建立良好的聯防機制。
五、結語當前,“新能源+儲能”的推廣仍然能面臨一些困境。一方面,整個市場仍然靠政策推動,缺乏市場化的盈利模式;另一方面,大規模儲能時代的到來,對儲能系統提出了更高的要求,我們缺乏相應的規范和標準。
風光儲是一個系統工程,在新能源大規模接入的背景下,儲能的靈活性、調節資源短缺更加突出。因此,要匯聚儲能產業鏈各方面的力量,深化技術創新,保障電化學儲能早日實現經濟性、安全性運行,為其更好更快的融入電力系統創造有力條件。
來源:智匯光伏
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