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解读:“十四五”新型储能的市场空间和机会

作者:中国储能网新闻中心 来源:HiWin DeepEnergy 发布时间:2022-05-12 浏览:

中国储能网讯:3月21日,国家发改委、国家能源局发布关于印发《“十四五”新型储能发展实施方案》(以下简称《方案》)的通知。本文主要对《方案》的主要指导内容进行解读。

十四五新型储能市场规模有多大

在《方案》出台之前,2021年4月21日,由国家发改委、国家能源局联合发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》中,明确提出到2025年新型储能的装机规模要达到30GW以上。

关于储能的发展定位和相关规划,之前一直存在较大的模糊空间,这也影响了储能的电力市场价格机制设计以及相应商业模式的完善和成熟。新型储能的建设需求主要来自于两个最重要的转型:(1)电源侧向风光为代表的波动性可再生能源转型;(2)用户侧的终端电气化程度提升。这是两个根本性的驱动因素。新型电力系统建设以及相应的市场化机制设计,从根本上在于服务清洁能源化、电气化的两个典型转型,以实现供需两侧的平滑和动态供需平衡。

按照规划要求,十四五期间的风光发电装机规模要达到12亿千瓦以上。简单估算,按照10%~20%的储能配置比例,相应的储能装机规模要达到24GW以上(按充放电2小时),以平滑风光出力,保证。实际上,在用户终端电动汽车、电制暖、电制冷等进一步普及,用户侧电气化程度提升,用户侧的峰谷不平衡特征进一步突出。叠加高比例可再生能源的出力特性,更多的区域将出现类似于加利福尼亚“鸭形曲线”的困扰。这时,需要大规模的储能实现光伏出力从白天转移到夜晚,以移时利用实现大规模能量转移,从而保障可再生能源消纳和电力供需平衡。实际上,在可再生能源装机比例达到30%甚至20%以上之后,随着可再生能源比例的上升,新型电力系统对于新型储能的需求将呈指数级增长。

随着人民生活水平的提高、新能源交通的产业拐点之后的爆发增长,以及工业和其他领域的电气化替代,终端消费领域的电气化程度提升所产生的新型储能的容量需求将不低于电源侧的装机规模要求。这也是说,用户侧储能的市场规模将占到整个储能市场50%以上的基本判断依据。虽然电制热蓄热、电动汽车智能充电等技术具备一定的调蓄能力,但对于大规模的能量转移需求而言,其所发挥的作用仍然相对有限。

新型储能是支持能源转型、新型电力系统建设的不可或缺资源,作为“缓冲池”,其建设规模将以系统灵活性约束的方式影响到整个可再生能源并网、电网安全。因此,在考虑储能的装机规模时,宜按照“适度超前”的方式进行规划。类似于高速公路、大数据基础设施等建设,新型储能对于新型电力系统的建设具有较强的拉动作用。由于新型储能的技术、产能仍存在显著的瓶颈环节和开发、建设周期要求,适度超前可以规避潜在的可再生能源、电气化提升约束性风险因素。

综上,考虑清洁能源化、电气化的“两端两化”的要求,以及“适度超前”的基本原则,到2025年,建议新型储能的装机规模按照60GW进行总体规划和产业布局。

谁是新型储能的市场主体

《方案》中明确提出了“规模化、产业化、市场化”的发展要求,明确了“市场主导,有序发展”的基本原则,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用。《方案》在模式、成本、机制等方面均多次强调了市场化因素。

市场化的一个关键议题是:新型储能投资建设的主要承担主体应该是谁?目前来看,潜在的市场主体包括两类,一是电网公司,另一个是非电网公司,也就是市场化主体。按照市场主导的基本原则,谁是新型储能的市场主体将更大程度上由市场说了算,但这个市场需要阶段性地来看。

第一个阶段:电力市场化前期。在电力市场化前期,尚难以形成支持储能充分商业化应用的价格机制,单一的电价差套利为主的收益方式不足以支撑储能的规模化推广应用,而浮动的电价机制也并不能解决储能产业链的价格传导问题,导致市场化主体的储能投资难以形成可持续的商业模式。而从电网公司的角度,电网公司的投资能够获得储能所有直接和间接收益,不存在储能的服务方式单一、无法获得隐形收益等影响商业模式的问题,因此,电力市场化前期,电网公司仍然是最大规模的投资主体。从经营的独占性上看,电网公司作为主体承担新型储能的投资运营有利于进一步强化电网公司的传统垄断经营地位,而这种垄断性加强并不符合电力市场化改革的基本宗旨,从长远看也将不利于市场化的资源优化配置。但是,从另一个角度看,在电力市场化之前,能源电力的基础地位决定了其必须以“先立后破”、稳妥有序探索的方式进行前期实践。当前的主要矛盾在于可再生能源装机的快速增长与灵活性资源相对不足的主要矛盾。在无法也不可能一步跨入完全市场化的阶段之前,能够开展探索实践保障新型电力系统的基础安全需求,并具备相应市场、商业风险承担能力的,前期必然要以电网公司为核心主体。寄望于市场化来解决资源相对稀缺的问题是不现实的,在资源稀缺阶段有可能也不是最优化、最高效的资源配置方式,这个主要矛盾的解决和大局必须由电网公司为主体承担。受限于电力市场化相关服务市场、价格机制的缺位,一段时期内,非电网企业的市场化主体仍然需要在产业链上游和电力市场化的夹缝中颠簸前行。

第二个阶段:电力市场化阶段。相对而言,在资源(技术、原料等)相对不稀缺的阶段,通过市场化的手段可以实现更优化的资源配置,提高效率。在解决电力系统急需资源的相对稀缺性问题之后,电力市场的主要矛盾将发生转移。但这不意味着市场化主体必须要坐等电力市场化机制的成熟,而是要始终作为一股重要的市场化平衡力量,在多方博弈中推动市场化机制前行。在电网公司更多地倾向于采用“养奶牛”的大规模投资来替代“买牛奶”的电力服务采购方式时,在资源稀缺阶段,电力服务市场能给市场化主体带来的储能收益仍将相对有限,不足以支撑新型储能的规模化推广。这种情况下,除了依赖于多元化储能技术突破、储能成本降低之外,在市场化方面,有可能要积极探索产业链上游向商业应用下游的价格传导机制。如果存在这种传导机制,那么新型储能的市场化建设原本不必要因为碳酸锂、电解液、电极材料等上游价格的上涨导致投资难以为继。这可能会影响分布式能源的并网和消纳。从市场化机制方面,需要进一步开拓需求响应、辅助服务、市场化交易、云储能、虚拟电厂、聚合服务等在内的技术研究和机制设计,同时,要进一步探索与特定场景需求相结合的储能定制化应用服务方式,提高综合效益。

在市场化的过渡阶段,如何发挥电网公司的主体地位作用和市场化主动性将是关键。在不同的阶段,仍然需要抓住主要矛盾解决当前急需解决的问题,保证双碳进程的顺利推进。

第一阶段需要关注的问题是,电网公司投资的大规模储能会以何种价格疏导方式传递到电力市场。如果电网公司投建的储能全部或绝大部分以容量电价的方式均摊到消费端并获得较为超然的市场地位,不能充分参与电力市场,那么第一阶段的建设就有可能进一步加强电网的垄断性地位,“马太效应”进一步凸显。这个阶段,电网公司以何种方式参与市场化,是参与统一的外部大市场,还是内部的小市场的方式推进,是电力市场化改革中仍然需要探索的内容。

第二个阶段需要关注的问题是,电力的市场化程度需要开放到什么程度。中国的电力市场化改革只能摸着石头过河。首先,电力市场化应保证中小综合能源服务商不被挤出,从而形成市场化中的一股重要的平衡性力量,保证大型、市场优势地位主体的垄断成本随着垄断程度无限放大,从而无法形成事实性的市场垄断,而中小型市场主体则可保证以相对较小的代价灵活地获取较大的市场收益。这也是电力市场化改革所应能达到的效果之一。其次,电力市场化不能以逐利性为根本驱动因素,以避免产生类似欧美的极端电价情况,这与我国制造业立国的根本性国情不符。这一点与第一点也是一脉相承的。

综上,在市场化前期,电网公司为主体开展大规模储能开发,有利于资源相对稀缺阶段的统筹部署和优化配置,也是新型能源体系、新型电力系统建设较为现实的可行路径,但这一阶段需要关注电网公司的市场化参与程度和价格传导机制设计,避免垄断性地位的进一步强化。在市场化阶段,需要考虑平衡机制,放大垄断成本以避免中小主体的挤出,并避免极端电价和极端辅助服务价格的产生。

更大的市场机遇还是"国进民退“

方案中多次提到新型储能“规模化发展”相关的技术、产品攻关和市场化推广。“十四五”期间,新型储能是否具备规模化发展的条件,这是否意味着更大的市场机遇?

从目前的技术和产业链成熟度、成本效益上看,新型储能仍然需要三到五年的攻关期,这种攻关阶段初步结束的标志在于多元化储能尤其是长时储能技术获得较大的突破并完成示范和验证、新型储能的成本较现阶段大幅下降30%乃至50%并具备规模化推广的成本效益水平。

在“攻关期”的三到五年内,新型储能是否不具备规模化发展条件?答案是否定的。

从不同的技术形态看,物理能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮等)技术成熟的技术,在电力系统灵活性紧缺阶段,将率先获得大规模应用。只是受限于技术进步空间、成本可降低空间的约束,这部分的储能大规模建设缺乏想象空间,将更多由电网公司、大型国有资本为主承担低收益、长回收周期的基础设施建设和运营。在化学能等新型储能领域,按照技术成熟度和商业成熟度,可以概括地划分为技术攻关、示范应用、商推起步三个主要阶段。其中,在技术和商业上逐步进入成熟期的电池储能技术将获得更大的发展空间,在“十四五”期间将逐步进入规模化应用阶段。

新型储能的规模化发展是否意味着对于民企更多的市场化机遇?

这个问题需要分立而统一地看。民企是否有更大地市场机遇,主要取决于其是否具备有竞争力的技术和产品。从商业上看,成熟技术(抽水蓄能等)已进入规模化推广阶段(虽然大部分是新兴技术成熟度欠缺下的被迫选择),而储能服务和收益的局限性、能源行业的基础地位定位,决定了大规模商用不具备高营利性,因此,成熟技术的商业化推广主要是资金密集型产业,这部分市场将主要由国有资本尤其是电网公司进行托底。半成熟技术领域(如电池储能等),经过近些年的发展已经初步完成头部聚集,即将进入规模化阶段,技术的超额市场红利和政策红利时期正在退去。不掌握上游原材料供应、不掌握中游产业链、不掌握核心技术的民营企业并不具备在规模化前期的竞争优势,尤其是在投资、资产领域,但头部供应链企业的集聚效应仍会突显,包括国有资本大规模注的市场主体。在不成熟技术领域(固态电池、钠离子电池、新型材料等),民营企业充分发挥市场主动性和敏感性优势,充分开展多元储能技术的研究和示范应用,将可能在未来三五年的红利期获得发展。国有资本受限于体制机制因素,在前沿技术的探索方面优势不明显。

但也应该看到,在多元储能技术的前沿技术研究和应用方面,由于涉及基础科学、材料科学等方面长期的投入和积累,相应的基础技术更多来自于传统院校、专业机构以及舶来技术,而重新开展研发则是一个重投资、长周期的过程,因此,一般的民营企业独立个体也不具备显著优势,仍然需要在产学研用体系上进一步激活、创新。

未来三五年的机遇期内,单纯地看民营资本是否有更多地市场化优势并没有太大实际意义,而是需要充分发挥国有资本、民营资本、院校机构、产业链多方面的优势。但是,对于不掌握核心技术、不掌握供应链的“投资型”民营企业来说,由于大规模项目开发的重资产属性增强、巨头化的市场格局逐步成型、供需两头的收益空间挤压,导致这部分民营企业的市场空间将实质上未被挤压或被退出。

(未完待续)

(本文已趴在草稿箱三个月了,本着抛砖引玉的初衷,还是发出来供大家批判吧)

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