中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：能源轉(zhuǎn)型對(duì)于減少碳排放至關(guān)重要。2020年上半年，德國(guó)可再生能源占該國(guó)凈發(fā)電量的比例已超過(guò)55%。因此，為解決和平衡可再生能源占比不斷提高情 況下帶來(lái)的電力波動(dòng)性、間歇性這一問(wèn)題，我們亟需創(chuàng)新的解決方案和商業(yè) 模式。近年來(lái)，德國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)十分活躍，尤其是在支持電力市場(chǎng)輔助服務(wù)和 家庭應(yīng)用方面更是如此。
該研究報(bào)告聚焦于儲(chǔ)能這一重要主題。報(bào)告描述了儲(chǔ)能在德國(guó)所發(fā)揮的作用 以及支持其發(fā)展的政策框架，并提供了不同儲(chǔ)能應(yīng)用的具體案例。
1 執(zhí)行摘要
過(guò)去幾年，在可再生能源和儲(chǔ)能技術(shù)成本降低的雙重推 動(dòng)下，儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展相當(dāng)迅速，尤其是得益于迅猛發(fā)展 的電動(dòng)汽車電池技術(shù)。
儲(chǔ)能是促進(jìn)能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣候中性轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動(dòng)因 素，同時(shí)儲(chǔ)能還可以與其他能夠提升高比例可再生能源 電力系統(tǒng)靈活性的技術(shù)相結(jié)合，例如電網(wǎng)擴(kuò)容、需求響 應(yīng)和能源效率技術(shù)。
抽水蓄能系統(tǒng)和熱儲(chǔ)能系統(tǒng)與集中式太陽(yáng)能電站相結(jié) 合，已顯示出通過(guò)大容量?jī)?chǔ)能提供靈活性的能力。通過(guò) 提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和優(yōu)化輸配電網(wǎng)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)以及尚未 得到廣泛應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)如壓縮空氣儲(chǔ)能越來(lái)越多地顯示出在提升靈活性方面所作出的貢獻(xiàn)。電池儲(chǔ)能不僅在 大規(guī)模應(yīng)用中意義重大，在電表后端需求側(cè)這一小規(guī)模 應(yīng)用領(lǐng)域的作用同樣不容忽視，其市場(chǎng)也在不斷擴(kuò)大。 儲(chǔ)能系統(tǒng)在德國(guó)越來(lái)越普及，一方面是由于德國(guó)電價(jià)較 高；另一方面，光伏與儲(chǔ)電相結(jié)合降低了自發(fā)自用的發(fā) 電成本，因此獨(dú)立用戶對(duì)儲(chǔ)能相關(guān)的解決方案很感興 趣。但是，這一發(fā)展趨勢(shì)必須是有利于電網(wǎng)優(yōu)化的，否 則就必然要求電網(wǎng)的大規(guī)模擴(kuò)容。
在本報(bào)告第四章中，我們將選擇15個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用案 例（其中大部分是德國(guó)案例）進(jìn)行詳細(xì)分析。表1展示 了入選案例分屬的類別：
本報(bào)告詳細(xì)地探討了三個(gè)商業(yè)案例：大規(guī)模儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng) 頻率調(diào)整的貢獻(xiàn)、利用儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化光伏電力自發(fā)自 用、儲(chǔ)能參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。
儲(chǔ)能在能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型方面發(fā)揮著重要作用。然而，大規(guī)模儲(chǔ)能容量并不一定是成功實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的先決條件。 在德國(guó)，良好的輸電線路和與鄰國(guó)的良好互聯(lián)保證了足 夠的容量用以平衡大部分間歇性可再生能源。雖然與未 來(lái)情景下的發(fā)電和輸電相比，儲(chǔ)能的能源總量很小，但 是儲(chǔ)能可以緩解電網(wǎng)擴(kuò)容的壓力，使轉(zhuǎn)型過(guò)程更加平穩(wěn)和高效。在電網(wǎng)擴(kuò)容面臨公眾接受度問(wèn)題的地區(qū)，情況 尤其如此。在比德國(guó)小，且與鄰國(guó)之間的互聯(lián)線路不夠 理想的國(guó)家，例如，島國(guó)或處于外圍的國(guó)家如葡萄牙， 儲(chǔ)能的價(jià)值會(huì)進(jìn)一步凸顯。對(duì)于領(lǐng)土面積大的國(guó)家來(lái) 說(shuō)，情況也是如此。在這些國(guó)家中，由于可再生電力必 須遠(yuǎn)距離輸送，因此輸電網(wǎng)絡(luò)的成本更高。
當(dāng)前，針對(duì)靈活性利用的監(jiān)管框架非常復(fù)雜多樣。相關(guān) 規(guī)定并非始終一致，而且分散在各種法律法規(guī)當(dāng)中。因 此，監(jiān)管框架和電網(wǎng)使用費(fèi)用機(jī)制的改進(jìn)必不可少，從 而鼓勵(lì)靈活性利用，以便電網(wǎng)受益。
但是儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格仍然高于其他靈活性方案。因此， 降低成本是提高儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的最重要前提。除了 研發(fā)以外，標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于提高儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益也非常重 要。標(biāo)準(zhǔn)化是批量生產(chǎn)的先決條件，并有助于加快技術(shù) 知識(shí)傳播和創(chuàng)新。除了經(jīng)濟(jì)效益外，安全性在電池等儲(chǔ) 能系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要作用。標(biāo)準(zhǔn)化可以為產(chǎn)品安全性 提高做出重要貢獻(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)化還涉及其他方面（例如安 裝、驗(yàn)收、并網(wǎng)、處置），這些方面也與儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā) 展有關(guān)。從國(guó)際上來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)化可以避免在貿(mào)易中出現(xiàn) 技術(shù)壁壘，從而降低市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻。
2 簡(jiǎn)介：德國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展
在中國(guó)，可再生能源的快速發(fā)展增加了傳統(tǒng)電廠和整個(gè) 電力系統(tǒng)對(duì)靈活性的需求。棄風(fēng)棄光仍一直是中國(guó)面臨 的一個(gè)挑戰(zhàn)，雖然近年棄風(fēng)棄光問(wèn)題有所改善，但是中 國(guó)電力部門仍需更多的靈活性。2016年中國(guó)全年棄風(fēng)率 高達(dá)17%[1][2]，甘肅等省份全年棄風(fēng)率甚至高達(dá)40%。 在采取了一系列措施后，到2019年，年棄風(fēng)率和棄光率 分別降至4%和2%。當(dāng)前，提高電力靈活性的措施主要是 針對(duì)火電廠。但在消費(fèi)側(cè)和輸電側(cè)，在引入平衡電力市 場(chǎng)試點(diǎn)和計(jì)劃引入針對(duì)需求響應(yīng)措施的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施方 面，靈活性潛力也變得越來(lái)越重要。尤其重要的是，設(shè) 計(jì)針對(duì)靈活性的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制，即通過(guò)電力市場(chǎng)和交 易所、平衡電力市場(chǎng)或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的干預(yù)（例如再 調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)阻塞/并網(wǎng)管理），來(lái)改善靈活性的相應(yīng)機(jī) 制。
儲(chǔ)能系統(tǒng)在中國(guó)也發(fā)揮著重要作用。截至2018年底，中 國(guó)的抽水蓄能電站已達(dá)約30吉瓦，電化學(xué)儲(chǔ)能（電池儲(chǔ) 能）達(dá)到1吉瓦。中國(guó)政府計(jì)劃推進(jìn)電池儲(chǔ)能設(shè)施擴(kuò)大 規(guī)模，以進(jìn)一步推動(dòng)可再生能源并網(wǎng)。然而，除了初始 投資高或資本成本高以及技術(shù)難度大（生命周期、安全 要求）以外，價(jià)格、市場(chǎng)以及針對(duì)儲(chǔ)能利用的支持機(jī)制 方面在未來(lái)發(fā)展中仍然面臨挑戰(zhàn)。
2.1 電力部門的靈活性需求不斷增長(zhǎng)
可再生能源在能源系統(tǒng)中的占比提高使每小時(shí)發(fā)電模式 發(fā)生變化。如果發(fā)電依靠風(fēng)能和太陽(yáng)輻射，則會(huì)導(dǎo)致 發(fā)電過(guò)程中的波動(dòng)性增加，而波動(dòng)必須加以平衡。靈活 性的定義如下：“電力系統(tǒng)旨在確保發(fā)電和用電在時(shí)間 和空間上時(shí)刻保持平衡。電力系統(tǒng)的靈活性代表了電力 系統(tǒng)能夠在多大程度上根據(jù)需求調(diào)整發(fā)電和用電，從而 以具有成本效益的方式保持系統(tǒng)穩(wěn)定。靈活性是指電力 系統(tǒng)在面臨供需急劇波動(dòng)的情況下，保持持續(xù)供電的能 力。”[3]
通常情況下，可再生能源的比例不斷提高，每小時(shí)發(fā)電 量變化會(huì)增加。但是，波動(dòng)幅度和對(duì)靈活性的需求取決 于可再生能源類型以及不同可再生能源技術(shù)的組合。光 伏電站非常適合太陽(yáng)能輻射充足的地區(qū)，并且光伏并網(wǎng) 具有日波動(dòng)和季節(jié)性波動(dòng)特征。風(fēng)電并網(wǎng)量與風(fēng)速呈高 度相關(guān)關(guān)系，在各種可再生能源類型當(dāng)中，風(fēng)電每小時(shí) 并網(wǎng)曲線是最不規(guī)律的。因此，風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的并 網(wǎng)量很難預(yù)測(cè)，所以電力系統(tǒng)中發(fā)電計(jì)劃在很大程度上 取決于并網(wǎng)量預(yù)測(cè)，而并網(wǎng)量預(yù)測(cè)應(yīng)盡可能做到精確無(wú) 誤。但是，即使預(yù)測(cè)水平有所提高，仍然需要靈活性技 術(shù)，以便快速增加或減少發(fā)電量或用電需求。然而，也 有一些非波動(dòng)性可再生能源。在世界范圍內(nèi)，水電是一 種非常普遍的可再生能源，發(fā)電出力幾乎恒定。不過(guò)， 在一些夏季氣候干燥的國(guó)家，水電的季節(jié)性波動(dòng)比風(fēng)電 大（葡萄牙風(fēng)電相當(dāng)穩(wěn)定，但水電在夏季波動(dòng)很大）。 生物質(zhì)能可控性很好，如今在歐洲和北美得到廣泛使 用，地?zé)岷吞?yáng)能熱電廠與儲(chǔ)能相結(jié)合也可以保證電力 供應(yīng)恒定，不同技術(shù)的組合使用會(huì)決定最終的發(fā)電模 式，并決定在平衡波動(dòng)時(shí)采用何種技術(shù)或概念。圖1 顯 示了2020年7月德國(guó)每小時(shí)的發(fā)電量，從中可以清楚地 看到陸上風(fēng)電和光伏的波動(dòng)性。在德國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中， 可再生能源占比達(dá)到43%（圖2）；到2030年，預(yù)計(jì)這一 比例將超過(guò)65％，到2050年，電力系統(tǒng)基本全部使用可 Figure 1 再生能源。
除了供電方面的波動(dòng)外，每小時(shí)用電需求也有所變化。 因此，不僅電力供應(yīng)需要預(yù)測(cè)，電力需求也必須預(yù)測(cè)， 供需必須得到平衡。未來(lái)隨著電動(dòng)汽車或熱泵等新技術(shù)逐步取代化石燃料技術(shù)，預(yù)計(jì)電力需求將增加。同時(shí)， 能效的提升也將顯著減少電力需求。因此，一個(gè)地區(qū)的 年電力需求和每小時(shí)需求模式也會(huì)發(fā)生變化。
2.2 提升電力市場(chǎng)靈活性的方案
提升能源系統(tǒng)的靈活性有多種方案。表2列出了這些方 案，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了方案目標(biāo)。顯然能夠滿足靈活性需求 的方案不止一種。大多數(shù)情況下，不同能源系統(tǒng)會(huì)有不 同需求，因此，平衡供需需要綜合運(yùn)用多種方案。儲(chǔ)能 是眾多方案中的重要一類，其中包括部門耦合方案。 一些應(yīng)用情景需要快速響應(yīng)，因此需要響應(yīng)時(shí)間短的 技術(shù)。然而在其他情況下，則需要保證靈活性提供的 持續(xù)時(shí)間，因此這些靈活性方案必須具有運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、 效率高的特點(diǎn)。在圖3中，靈活性方案按典型運(yùn)行時(shí)間 排列。此外，調(diào)度方向已給定。正向調(diào)度指需求超過(guò)供 應(yīng)，因此必須減少需求或增加供應(yīng)，以維持系統(tǒng)平衡。 反向調(diào)度指供大于求，因此必須減少發(fā)電量或增加可控 負(fù)荷的需求。
此外，還有一些非技術(shù)因素可以改善靈活性，例如提高 預(yù)測(cè)能力或改進(jìn)非歧視性市場(chǎng)設(shè)計(jì)（表3）。例如，市 場(chǎng)設(shè)計(jì)在建立合適的框架條件中發(fā)揮著重要的作用，在 這些框架條件下可以廣泛采用靈活性方案。監(jiān)管框架應(yīng) 為非歧視性能源市場(chǎng)準(zhǔn)入提供便利，并確保投資安全。
因此，可再生能源的推廣必須與支持使用靈活性方案的 市場(chǎng)設(shè)計(jì)一起進(jìn)行。市場(chǎng)設(shè)計(jì)方案不僅可以影響對(duì)靈活 技術(shù)的投資，而且可以促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易，從而改善整個(gè)系 統(tǒng)的靈活性（參見(jiàn)[3]）。
由于大市場(chǎng)區(qū)域具有不同的地質(zhì)和大氣條件，因此，在 大市場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，可再生能源并網(wǎng)波動(dòng)可以得到更好的平 衡，鄰國(guó)（或相鄰省份）的密切合作在提供靈活性方面 發(fā)揮著重要作用。鄰國(guó)之間的能源政策協(xié)調(diào)一致，可以 給雙方帶來(lái)好處，因?yàn)檫@樣可以確保彼此提供的靈活性 相互支持，從而提高供電安全性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。但是， 在政策層面開(kāi)展合作的同時(shí)，必須確保實(shí)際電網(wǎng)容量和互聯(lián)線路步伐一致。然而，初步經(jīng)驗(yàn)表明，延長(zhǎng)電網(wǎng)線 路、發(fā)展電廠和可再生能源很少或完全不被當(dāng)?shù)毓?接受，德國(guó)的某些地區(qū)就是如此。因此，企業(yè)和政界人 士都有義務(wù)在早期階段使公民參與到有關(guān)能源轉(zhuǎn)型的交 流討論中。在這一過(guò)程中不僅要向居民和廣大公眾提供 信息，還應(yīng)使公民參與實(shí)施過(guò)程，并認(rèn)真考慮他們的意 見(jiàn)。
3 德國(guó)和全球儲(chǔ)能系統(tǒng)/技術(shù)的現(xiàn)狀
在簡(jiǎn)要介紹了儲(chǔ)能系統(tǒng)（重點(diǎn)是儲(chǔ)電）的典型應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點(diǎn)之后，本章將概述全球和歐洲儲(chǔ)能系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā) 展趨勢(shì)。最后一節(jié)將聚焦德國(guó)的具體情況。
3.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)的典型應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點(diǎn)
本節(jié)僅簡(jiǎn)要概述儲(chǔ)能系統(tǒng)。更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)參考 文獻(xiàn)[6]至[14]。儲(chǔ)能系統(tǒng)的區(qū)別如下（參見(jiàn)圖4）：
? 放電時(shí)間：
- 短時(shí)間（幾秒/分/小時(shí)）
- 長(zhǎng)時(shí)間（幾天或幾周）
? 應(yīng)用范圍：
- 電能質(zhì)量和不間斷電源
- 輸配電網(wǎng)支持和負(fù)荷轉(zhuǎn)移
- 大容量電力系統(tǒng)管理
? 儲(chǔ)能技術(shù)：特別是：
- 抽水蓄能系統(tǒng)
- 電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)（尤其是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)）
- 抽水蓄能系統(tǒng)以外的機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)（尤其是壓縮 空氣儲(chǔ)能、飛輪等）
- 化學(xué)儲(chǔ)能（特別是電制氫，電轉(zhuǎn)合成燃料/化學(xué) 物，一般是電轉(zhuǎn)X）
關(guān)于典型儲(chǔ)電應(yīng)用領(lǐng)域更詳細(xì)的分類，請(qǐng)參見(jiàn)圖5[8] 。附件A.1中也使用此分類，對(duì)所選案例研究進(jìn)行區(qū)分。
參考文獻(xiàn)[8]也展示了有關(guān)儲(chǔ)電系統(tǒng)成本的詳細(xì)介 紹。這些儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展迅速，最突出的是基于鋰離 子電池的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（圖6）。到2030年，電池儲(chǔ)能成本與2018年相比平均可以減少一半，甚至可 減少至原來(lái)的三分之一（[12]）。
3.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
全球情況
圖7展示了截至2019年2月各地區(qū)和國(guó)家的兆瓦級(jí)儲(chǔ)電項(xiàng) 目概況（包括在運(yùn)項(xiàng)目和計(jì)劃建設(shè)項(xiàng)目）。其中，美國(guó)領(lǐng)先，其次是歐盟各國(guó)（尤其是英國(guó)、德國(guó)）、澳大利 亞、日本、中國(guó)和韓國(guó)）。
根據(jù)國(guó)際能源署儲(chǔ)能追蹤報(bào)告[11]，2019年以來(lái)，儲(chǔ)能 系統(tǒng)（不包括抽水蓄能系統(tǒng)）的實(shí)際建設(shè)量自2019年以 來(lái)首次下降（圖表8）。值得注意的是，韓國(guó)市場(chǎng)受到 技術(shù)問(wèn)題的影響，儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)與安全法規(guī)（電池起 火）相沖突。根據(jù)國(guó)際能源署報(bào)告[11]，2020年的新冠 疫情危機(jī)很可能加劇這些影響，因?yàn)殡姵厣a(chǎn)包括從電 池、組件到包裝和安裝在內(nèi)的供應(yīng)鏈特別復(fù)雜。
圖9顯示了鋰離子電池在儲(chǔ)電中的主要作用，其次是熱 儲(chǔ)能，特別是集中式太陽(yáng)能電站+熔融鹽儲(chǔ)能有所增 加。
處理風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電造成的電力過(guò)剩是利益相關(guān)方安 裝儲(chǔ)電設(shè)施的主要原因（圖10），但是電網(wǎng)調(diào)頻和其他 系統(tǒng)服務(wù)也是建設(shè)儲(chǔ)電設(shè)施的原因。
美國(guó)能源部全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)(DOE Global Energy Storage Database) [9] 給出了全球各項(xiàng)目的詳細(xì)的數(shù) 據(jù)。
歐洲情況
圖13對(duì)近期歐洲范圍內(nèi)的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了概述，并建立 了歐洲儲(chǔ)能設(shè)施詳細(xì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。其中顯示，歐盟的大 部分儲(chǔ)能（占現(xiàn)有功率的90%以上）屬于抽水蓄能（圖 11中的淺藍(lán)色部分），具有容量大和功率大的特點(diǎn)。機(jī)械儲(chǔ)能達(dá)8萬(wàn)兆瓦，其中近5萬(wàn)兆瓦處于在運(yùn)狀態(tài)，其余 處于規(guī)劃或建設(shè)階段。此外，還包括約1500兆瓦的非常 規(guī)儲(chǔ)能方案，例如壓縮空氣儲(chǔ)能。電化學(xué)儲(chǔ)能規(guī)模累 計(jì)達(dá)8000兆瓦，其中約1200兆瓦處于在運(yùn)狀態(tài)，處于規(guī) 劃/建設(shè)階段的電化學(xué)儲(chǔ)能為6000兆瓦（圖12）。已取 消700兆瓦，未在圖中列出。在在運(yùn)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)方 面，英國(guó)和德國(guó)處于領(lǐng)先地位；在規(guī)劃儲(chǔ)能容量方面， 愛(ài)爾蘭和西班牙頗為突出。該分析及圖14還表明，表后 儲(chǔ)能在進(jìn)一步增長(zhǎng)（圖8和圖13）。
2020年3月發(fā)布的《歐洲儲(chǔ)能市場(chǎng)監(jiān)測(cè)報(bào)告（4.0版）》 （EMMES4.0）[14]指出，就歐洲整體而言（類似于全球 總體情況），2019年儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展有所放緩，但預(yù)計(jì)會(huì) 有進(jìn)一步發(fā)展（需要妥善地應(yīng)對(duì)最近爆發(fā)的新冠疫情危 機(jī)）。根據(jù)《歐洲儲(chǔ)能市場(chǎng)監(jiān)測(cè)報(bào)告（4.0版）》，大 規(guī)模儲(chǔ)能的主要回報(bào)形式是向電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供調(diào)頻服務(wù) 和其他輔助服務(wù)，而不是大量?jī)?chǔ)電和放電。由于此前發(fā) 展最快的國(guó)家（例如英國(guó)和德國(guó)等）的調(diào)頻備用市場(chǎng)趨 于飽和，電池系統(tǒng)直接接入電網(wǎng)，表前部分發(fā)展放緩。 這些市場(chǎng)當(dāng)中的價(jià)格已從2015年的16歐元/兆瓦時(shí)降至 2019年的6歐元/兆瓦時(shí)，這說(shuō)明市場(chǎng)出現(xiàn)放緩。本報(bào)告 給出了英國(guó)電池商業(yè)應(yīng)用的新案例，從調(diào)頻到批發(fā)，從 平衡機(jī)制到日間交易和日內(nèi)交易。
德國(guó)
在德國(guó)，電網(wǎng)級(jí)電池和家用電池正在迅速發(fā)展，后者的 甚至發(fā)展更快（圖14）。請(qǐng)注意：2019年和2020年的數(shù) 字是預(yù)測(cè)值，并不反映最新的發(fā)展情況。大型電池發(fā)展 的主要驅(qū)動(dòng)力是因?yàn)樗鼈冇幸嬗谝淮蝹溆檬袌?chǎng)（見(jiàn)4.3 節(jié)例子）。由于一次備用市場(chǎng)價(jià)格下跌（使得這些市場(chǎng) 暫時(shí)對(duì)于投資者的吸引力下降），“表前”應(yīng)用目前有 所放緩。
表后項(xiàng)目，特別是工商業(yè)部門的表后項(xiàng)目正在迅速發(fā) 展。這一趨勢(shì)在德國(guó)和英國(guó)兩大大型儲(chǔ)能市場(chǎng)表現(xiàn)最為 明顯，這兩個(gè)市場(chǎng)都存在調(diào)頻市場(chǎng)飽和的現(xiàn)象。不僅僅 中小型企業(yè)出現(xiàn)這一趨勢(shì)，更為重要的是，容量為1兆 瓦時(shí)到幾兆瓦時(shí)的大型工業(yè)儲(chǔ)能設(shè)施也呈現(xiàn)這一趨勢(shì)。 與電網(wǎng)儲(chǔ)能設(shè)施相比，表后項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)商在選擇商業(yè)模式時(shí)具有更大的靈活性。這里的重點(diǎn)是提供削峰服務(wù)， 從而為用戶節(jié)省接入電網(wǎng)的成本和網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用。對(duì)于那些 需要額外應(yīng)急電力服務(wù)且對(duì)電力質(zhì)量要求高的公司來(lái) 說(shuō)，其意義更加明顯，因?yàn)樵诖嘶A(chǔ)上可以增加其他應(yīng) 用，從而提高盈利能力。必要時(shí)，還可以提供其他網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)，例如與整合商一起，將規(guī)模較小的儲(chǔ)能設(shè)施捆綁 在一起，提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
總之，電網(wǎng)級(jí)電池和家用電池都在快速發(fā)展。與家用電 池相比，電網(wǎng)級(jí)電池的發(fā)展放緩的兩個(gè)主要原因是，一 方面，如上所述，一次備用市場(chǎng)的價(jià)格下跌，這降低了 商業(yè)案例的吸引力；另一方面，自發(fā)自用和購(gòu)電之間價(jià) 格差很大，導(dǎo)致自發(fā)自用替代購(gòu)電的成本很高，且反送 入電網(wǎng)的電力的價(jià)格僅為從電網(wǎng)購(gòu)電價(jià)格的十分之一（ 請(qǐng)參閱第4.3節(jié)，家用電池的商業(yè)案例）。
4 儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用案例
4.1 儲(chǔ)能案例的選擇
在本節(jié)中，我們將詳細(xì)分析15個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用案例， 其中主要是德國(guó)案例。案例的選擇與分布如圖4。這些 案例大致涉及三大類，主要覆蓋目前市場(chǎng)上十分活躍的 技術(shù)：
? 機(jī)械儲(chǔ)能（重點(diǎn)關(guān)注占主導(dǎo)地位的抽水蓄能）。
? 電化學(xué)儲(chǔ)能（大規(guī)模和小規(guī)模儲(chǔ)能方案，以及電 動(dòng)汽車向電網(wǎng)提供服務(wù)的方案）。
? 化學(xué)儲(chǔ)能，專注于基于氫氣（電制氫）和合成氣 體的即將到來(lái)的創(chuàng)新性儲(chǔ)能方案。
4.2 15個(gè)案例的應(yīng)用、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特征
下表給出了15個(gè)儲(chǔ)能案例的基本情況。本節(jié)描述的入選儲(chǔ)能技術(shù)突出其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性特征及其應(yīng)用，圖10[8]給出了 這些技術(shù)所屬的類別。有關(guān)這些案例的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)文末附件。
4.3 德國(guó)儲(chǔ)電利用的商業(yè)模式和市場(chǎng)模式
當(dāng)前儲(chǔ)能（特別是電池儲(chǔ)能）的應(yīng)用領(lǐng)域包括提供多種服務(wù)，但是重點(diǎn)集中在向電網(wǎng)提供輔助服務(wù)以及增加太陽(yáng)能光 伏的自發(fā)自用（特別是與電動(dòng)交通領(lǐng)域的部門耦合）。本節(jié)將介紹這兩個(gè)領(lǐng)域的儲(chǔ)能商業(yè)案例。
這些領(lǐng)域當(dāng)中存在大量活躍的參與者，包括電池儲(chǔ)能系 統(tǒng)供應(yīng)商。此外，公用事業(yè)公司、汽車制造商和能源密 集型產(chǎn)業(yè)在德國(guó)市場(chǎng)上都很活躍，他們利用大型電池儲(chǔ) 能系統(tǒng)或回收電池或電動(dòng)汽車備用電池作為控制能源市 場(chǎng)的一次備用。
比如，Sonnen公司通過(guò)了利用小型電池提供一次備用容 量的資格預(yù)審[15]。該公司的虛擬電廠包含數(shù)千個(gè)獨(dú)立 的儲(chǔ)能系統(tǒng)，這些系統(tǒng)遍布全國(guó)，每個(gè)系統(tǒng)都可以用來(lái) 為單個(gè)家庭提供用能管理。Sonnen公司的虛擬電廠在歐 洲擁有約3萬(wàn)個(gè)電池系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)容量在5到15千瓦 時(shí)之間。整個(gè)電網(wǎng)的容量高達(dá)300兆瓦時(shí)，能為12萬(wàn)家 庭供電大約一小時(shí)。此外，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，這些電 池能夠獨(dú)立地連接成一個(gè)大型虛擬電池。每個(gè)電池都有 不同的充電狀態(tài)，大量電池整合在一起，整合后的容量 從1兆瓦起不等，提供給能源市場(chǎng)。如果電網(wǎng)頻率偏離 50hz，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠按需在幾秒鐘內(nèi)自動(dòng)向電網(wǎng)供電或從電網(wǎng)充電。目前，作為一次平衡電源的主要是大量排 放二氧化碳的電廠；這些聯(lián)網(wǎng)的家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)正在加快 德國(guó)從電網(wǎng)中剝離這些電廠的步伐。小型儲(chǔ)能系統(tǒng)的業(yè) 主可獲得一項(xiàng)特別指定的電價(jià)：作為提供儲(chǔ)存容量的回 報(bào)，他們可獲得一定數(shù)量的免費(fèi)電力。因此，對(duì)于電池 業(yè)主來(lái)說(shuō)，使用可再生能源更具經(jīng)濟(jì)效益。這些方案也 已在鄰近的歐洲國(guó)家付諸實(shí)施。
市場(chǎng)參與者已經(jīng)開(kāi)發(fā)或參與了分布式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的更 多應(yīng)用情景，包括分布式電池儲(chǔ)能提供再調(diào)度服務(wù)、利 用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化批發(fā)電力市場(chǎng)上的購(gòu)電。除了這些 應(yīng)用外，目前還有其他已公布的許多其他商業(yè)模式，這 得益于數(shù)字化和人工智能的進(jìn)步。這些案例包括客戶對(duì) 客戶交易，即生產(chǎn)者和消費(fèi)者直接進(jìn)行電力交易或者借 助儲(chǔ)能設(shè)施進(jìn)行電力交易?；谄脚_(tái)的方案也經(jīng)常被討 論，即儲(chǔ)能設(shè)施可以作為一種靈活性資源供應(yīng)，以促進(jìn) 區(qū)域阻塞管理或區(qū)域市場(chǎng)營(yíng)銷。
提供一次備用的商業(yè)案例
過(guò)去幾年中，德國(guó)已有50多個(gè)用于調(diào)頻的大型電池項(xiàng)目 落地實(shí)施（圖15 ）。
在一次備用市場(chǎng)中使用儲(chǔ)電的主要?jiǎng)恿κ?一次備用的 容量?jī)r(jià)格高。2018年德國(guó)季度支付的一次備用容量?jī)r(jià)格 達(dá)每季度35000歐元/兆瓦（每年14000歐元/兆瓦），但在2020年降至每季度不到15000歐元/兆瓦（每年60000 歐元/兆瓦）（圖15 ）。
15兆瓦/20兆瓦時(shí)大型電池的成本估算在400至600歐元/ 千瓦時(shí)之間，整個(gè)系統(tǒng)的總投資為800萬(wàn)至1200萬(wàn)歐元 （大約每兆瓦約60萬(wàn)歐元，請(qǐng)參閱表6）。按照當(dāng)前的 投資水平，年度總成本（包括保養(yǎng)成本和資本成本）將達(dá)到55000歐元，如果可以降低電池成本，到2035年， 成本將有所下降。根據(jù)2019年調(diào)頻備用的收益（每年 每兆瓦約66000歐元），投資這種電池系統(tǒng)是有利可圖 的。
自發(fā)自用光伏商業(yè)案例
通過(guò)部署電池系統(tǒng)優(yōu)化光伏自發(fā)自用的一大動(dòng)因是，相 比于從電網(wǎng)購(gòu)電而言，用戶用電成本可以降低。2019年居民終端用戶一般購(gòu)電價(jià)格為30歐分/千瓦時(shí)，其中也 包括高比例的稅費(fèi)（見(jiàn)圖17）。
部署家用電池系統(tǒng)可以提高屋頂光伏設(shè)備的自發(fā)自用水 平，從而減少?gòu)碾娋W(wǎng)當(dāng)中的購(gòu)電量。近年來(lái)，隨著德國(guó) 固定上網(wǎng)電價(jià)大幅下降，自發(fā)自用的吸引力越來(lái)越大。特別是擁有電動(dòng)汽車（EV）的家庭，可以通過(guò)部署電池 系統(tǒng)來(lái)增加自發(fā)自用的比例（請(qǐng)參閱表7）。
在電池系統(tǒng)成本大幅下降至不到700歐元/千瓦時(shí)的背景 下，到2021年，與未部署電池的系統(tǒng)相比，部署電池系 統(tǒng)的總用電成本較低。一個(gè)電力需求4000千瓦時(shí)的普通 家庭，加上一輛電動(dòng)汽車3280千瓦時(shí)的額外用電需求， 每年需要支付2375歐元的電費(fèi)（見(jiàn)表8）。對(duì)于這樣的 家庭來(lái)說(shuō)，安裝5千瓦的光伏系統(tǒng)是有利可圖的，因?yàn)榕c從電網(wǎng)購(gòu)電相比，自發(fā)自用的用電成本更低，每年的 電費(fèi)將減少到2030歐元。自用剩余的3100千瓦時(shí)的電力 以3美分/千瓦時(shí)的低價(jià)送入電網(wǎng)。使用電池儲(chǔ)能增加自 發(fā)自用的比例，每年可將居民家庭電費(fèi)減少到2012歐 元。
現(xiàn)貨市場(chǎng)參與的商業(yè)案例
長(zhǎng)期以來(lái)，蓄水電站長(zhǎng)期以來(lái)一直是德國(guó)電力系統(tǒng)的一 部分，它們利用批發(fā)市場(chǎng)上的價(jià)差獲利。同樣的商業(yè)模 式對(duì)于電池系統(tǒng)也適用，但這種商業(yè)模式過(guò)去未曾實(shí)際應(yīng)用，因?yàn)殡姵貎?chǔ)能的投資要比其他方案高得多，且現(xiàn) 貨市場(chǎng)的價(jià)差也有所降低（圖18）。
德國(guó)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)中國(guó)的借鑒意義
未來(lái)價(jià)差的發(fā)展取決于幾個(gè)因素，例如燃料價(jià)格和二氧 化碳價(jià)格、可用發(fā)電容量和電網(wǎng)容量的變化。在某些時(shí) 段化石能源機(jī)組仍作為邊際發(fā)電機(jī)組并決定價(jià)格，且在 二氧化碳價(jià)格較高的情況下，預(yù)計(jì)價(jià)差可以達(dá)到最高 值。同樣，在容量不足且需求彈性非常低的情況下，可 能會(huì)出現(xiàn)高價(jià)差。
考慮到未來(lái)電池成本，此商業(yè)案例的經(jīng)濟(jì)性將有所提 高，但是只有在電池壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)或價(jià)差進(jìn)一步增 加時(shí)，這一商業(yè)模式才會(huì)有利可圖。以現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行1 兆瓦/1兆瓦時(shí)電池儲(chǔ)能為例，2019年的收入為9125歐 元，但每年的成本為84000歐元。隨著未來(lái)電池成本的 降低，總成本每年可降至41000歐元，但仍無(wú)法盈利（ 表9）。
5 儲(chǔ)能在德國(guó)能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮的作用以及德國(guó)的儲(chǔ)能支持政策
本章簡(jiǎn)要介紹德國(guó)當(dāng)前的儲(chǔ)能支持政策和措施，進(jìn)一步分析儲(chǔ)能設(shè)施對(duì)德國(guó)聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局所發(fā)揮的重要作用和意 義，并指出在當(dāng)前復(fù)雜多樣的監(jiān)管框架內(nèi)提升電力靈活性所面臨的市場(chǎng)挑戰(zhàn)。
德國(guó)儲(chǔ)能資助項(xiàng)目
德國(guó)聯(lián)邦政府的“儲(chǔ)能資助倡議”為開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能系統(tǒng)提供 資金。自2012年以來(lái)，該倡議已向約250個(gè)項(xiàng)目提供了 約兩億歐元的資助。這項(xiàng)倡議資助的項(xiàng)目包括家用電池 和兆瓦級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。此外，也包括可再生能源電力電解 制氫的長(zhǎng)期儲(chǔ)能項(xiàng)目。這項(xiàng)資助倡議的重點(diǎn)涵蓋風(fēng)電制 氫系統(tǒng)、配電網(wǎng)中的電池應(yīng)用和儲(chǔ)熱系統(tǒng)等。即使在資 助倡議結(jié)束后，“聯(lián)邦政府能源研究項(xiàng)目”也將繼續(xù)對(duì) 這些項(xiàng)目進(jìn)行資助。將來(lái)會(huì)有更多資金投入到以可再生 能源為主的供電系統(tǒng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用優(yōu)化研究中。
具有戰(zhàn)略性重要意義的資助領(lǐng)域包括：
? 儲(chǔ)電（電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、虛擬儲(chǔ)能、冷凝器、 飛輪以及抽水蓄能）
? 材料儲(chǔ)能（將任意量的電能轉(zhuǎn)換為氫氣和甲烷、地 質(zhì)儲(chǔ)能、高效釋放存儲(chǔ)材料中的電能）
? 儲(chǔ)熱（針對(duì)太陽(yáng)能光熱電站的材料和設(shè)計(jì)原則以及 概念，供應(yīng)樓宇使用或者輸入供熱管網(wǎng)）
綜合領(lǐng)域（分布式儲(chǔ)能設(shè)施的管理、制造工藝、系 統(tǒng)分析和儲(chǔ)能設(shè)施的公眾接受度）
分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)可從德國(guó)復(fù)興信貸銀行獲得補(bǔ)貼。自 2013年初以來(lái)，太陽(yáng)能儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目就可通過(guò)德國(guó)復(fù)興 信貸銀行的貼息貸款進(jìn)行融資。德國(guó)復(fù)興信貸銀行為此 提供低息貸款和還款補(bǔ)貼。德國(guó)復(fù)興信貸銀行這一推廣 項(xiàng)目“可再生能源儲(chǔ)罐”項(xiàng)目已于2018年12月31日結(jié)束 [18]，但是，聯(lián)邦各州和城市層面仍然對(duì)購(gòu)買光伏儲(chǔ)能 設(shè)備提供支持[18]。
電池對(duì)電動(dòng)出行項(xiàng)目具有重要的戰(zhàn)略意義。此外，固定 式儲(chǔ)能系統(tǒng)也將受益于這一發(fā)展趨勢(shì)：2017年10月，歐 盟委員會(huì)與成員國(guó)和相關(guān)行業(yè)企業(yè)企業(yè)一起，共同創(chuàng)立 了歐洲電池聯(lián)盟。其目的是以可持續(xù)的電池單元為核 心，在歐洲創(chuàng)造一條具有競(jìng)爭(zhēng)力、可持續(xù)的創(chuàng)新性價(jià)值 鏈。根據(jù)預(yù)測(cè)，從2025年起，電池市場(chǎng)的價(jià)值每年能達(dá) 到2500億歐元。據(jù)保守估計(jì)，僅歐盟就需要在歐洲設(shè)立 至少20家“千兆級(jí)工廠”（大型電池制造廠）。各方必 須共同努力，盡快為該領(lǐng)域吸引足夠的投資。
德國(guó)儲(chǔ)能的監(jiān)管框架
雖然直接補(bǔ)貼對(duì)市場(chǎng)的早期培育有益，但對(duì)于儲(chǔ)能基于 商業(yè)模式的市場(chǎng)化來(lái)說(shuō)，比補(bǔ)貼更重要的是監(jiān)管框架。 德國(guó)能源署在其一項(xiàng)電網(wǎng)靈活性研究[19]中對(duì)此進(jìn)行了 詳細(xì)分析。這項(xiàng)研究關(guān)注的是怎樣通過(guò)幾種應(yīng)用情景的 結(jié)合（實(shí)現(xiàn)多用途），使靈活性技術(shù)的使用得到優(yōu)化。 此處的優(yōu)化不僅指商業(yè)價(jià)值優(yōu)化，同時(shí)也意味著電網(wǎng)服 務(wù)的優(yōu)化。該研究從運(yùn)營(yíng)商的角度給出了三種應(yīng)用情 景：用戶相關(guān)的應(yīng)用情景、以市場(chǎng)為導(dǎo)向的應(yīng)用情景和 以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為導(dǎo)向的應(yīng)用情景。
該研究選取了六個(gè)案例：探討監(jiān)管框架優(yōu)化對(duì)提高運(yùn)營(yíng) 商經(jīng)濟(jì)效益的貢獻(xiàn)程度，以及對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化的幫助作 用。這些具有示范性意義的案例和其體現(xiàn)的多用途特 點(diǎn)，結(jié)合監(jiān)管優(yōu)化，向電廠運(yùn)營(yíng)商和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商展示通 過(guò)哪些方式提高其商業(yè)價(jià)值：
? 案例1：低壓電網(wǎng)中的電動(dòng)出行領(lǐng)域產(chǎn)消者主要利 用電動(dòng)汽車通勤。在多用途案例中，車用電池儲(chǔ)電 還用于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，以平衡電力供需，為電 網(wǎng)提供服務(wù)。
? 案例2：低壓電網(wǎng)中產(chǎn)消者相互連接成智能社區(qū)， 合作利用社區(qū)儲(chǔ)能設(shè)施（電池），盡可能減少外部 購(gòu)電。在多用途模式下，儲(chǔ)能設(shè)施還用于電力現(xiàn)貨 市場(chǎng)交易，以平衡電力供需，為和電網(wǎng)提供服務(wù)。
? 案例3：低壓電網(wǎng)中的漸進(jìn)式自我優(yōu)化系統(tǒng)，由光 伏系統(tǒng)和熱泵組成，通過(guò)電池儲(chǔ)能盡可能減少外部 電力輸入。在多用途模式下，儲(chǔ)能設(shè)施還可參與電 力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，以平衡電力供需，保證電網(wǎng)中電 力供應(yīng)不中斷。
? 案例4：高壓電網(wǎng)市場(chǎng)當(dāng)中的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商利用電制 熱系統(tǒng)，銷售熱力和燃料（部門耦合概念）。在 多用途模式下，電熱轉(zhuǎn)換站還參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交 易，平衡電力供需，為電網(wǎng)提供服務(wù)。
? 案例5：中壓電網(wǎng)中的配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商建設(shè)并利用儲(chǔ) 能設(shè)施，減少電網(wǎng)擴(kuò)容需求。在多用途模式下， 儲(chǔ)能設(shè)施還用于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，以平衡電力供 需，為電網(wǎng)提供服務(wù)。
? 案例6：中壓電網(wǎng)中的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商在光伏電站現(xiàn)場(chǎng) 運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)能設(shè)施，提供平衡電力。在多用途模式下， 儲(chǔ)能設(shè)施還用于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，服務(wù)電網(wǎng)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)法規(guī)的最新完善消除了非歧視性市場(chǎng)參與方面 存在的障礙。法規(guī)調(diào)整后，儲(chǔ)能設(shè)備與其他發(fā)電機(jī)組具 有相同地位，因此，當(dāng)他們使用電網(wǎng)電力時(shí)無(wú)需支付電 網(wǎng)使用費(fèi)。此外，還應(yīng)進(jìn)一步修改法規(guī)，以允許電網(wǎng)運(yùn) 營(yíng)商使用儲(chǔ)能設(shè)施，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)并降低電網(wǎng)擴(kuò)容成 本。
法律和法規(guī)要求的調(diào)整可以使靈活性從經(jīng)濟(jì)性角度得到 優(yōu)化利用。當(dāng)前，關(guān)于靈活性使用的監(jiān)管框架非常復(fù)雜 多樣[20]。相關(guān)規(guī)定不完全統(tǒng)一，且分散于諸多現(xiàn)有法 律法規(guī)當(dāng)中，例如，《德國(guó)能源經(jīng)濟(jì)法案》、《可再生 能源法》、《熱電聯(lián)產(chǎn)法案》以及《電網(wǎng)費(fèi)用條例》。
一方面，顯然當(dāng)前的監(jiān)管框架沒(méi)有提供適當(dāng)?shù)募?lì)措施 和機(jī)會(huì)，讓靈活的電網(wǎng)用戶使用電網(wǎng)時(shí)既滿足需求又與 電網(wǎng)兼容。另一方面，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商缺乏足夠精確的手段 來(lái)激發(fā)或使用靈活性。
因此，必須進(jìn)一步完善電網(wǎng)收費(fèi)制度，以激勵(lì)電力靈 活運(yùn)用，為電網(wǎng)服務(wù)。電網(wǎng)收費(fèi)的主要任務(wù)是在電網(wǎng) 用戶之間分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)費(fèi)用，做到既公平，又考慮到每個(gè) 用戶的貢獻(xiàn)。當(dāng)前，電網(wǎng)成本當(dāng)中的剛性價(jià)格部分并未 考慮電網(wǎng)現(xiàn)狀（白天的阻塞問(wèn)題）以及與電網(wǎng)相關(guān)的靈 活性使用。調(diào)整電網(wǎng)收費(fèi)并在電網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)中引入動(dòng)態(tài) 變化元素（費(fèi)用隨時(shí)間變化/隨負(fù)荷變化）有助于提升 靈活性，從而優(yōu)化電網(wǎng)現(xiàn)狀。應(yīng)該建立一個(gè)靈活性產(chǎn)品 市場(chǎng)。電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供的靈活性產(chǎn)品和由此所獲得的經(jīng) 濟(jì)回報(bào)可以鼓勵(lì)電廠運(yùn)營(yíng)商利用其靈活性，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn) 行。由此，電廠運(yùn)營(yíng)商就可以增加電網(wǎng)購(gòu)電和或向電網(wǎng) 饋電，這和他們僅僅根據(jù)市場(chǎng)行情做出的決定可能不 同。進(jìn)一步開(kāi)發(fā)電網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)可以消除不必要的管控效 果，從而可以鼓勵(lì)電力的靈活應(yīng)用。稅收、費(fèi)用分?jǐn)偤?征收抑制靈活性使用，并阻礙如電轉(zhuǎn)熱等技術(shù)的商業(yè) 化利用。所謂的政府指導(dǎo)價(jià)（SIP）通常按每千瓦時(shí)收 取，而且不是動(dòng)態(tài)變化的，即其中不包含任何隨時(shí)間或 負(fù)荷變化的價(jià)格要素。因此，調(diào)整稅費(fèi)分?jǐn)傮w系，使其 具有可用性，為激勵(lì)與電網(wǎng)相關(guān)的多種用途提供了進(jìn)一 步的起點(diǎn)?？傮w而言，通過(guò)如結(jié)合政府指導(dǎo)價(jià)，降低稅 費(fèi)復(fù)雜度是可取的。這有助于改善各種政府指導(dǎo)價(jià)帶來(lái) 的累積效應(yīng)這一復(fù)雜問(wèn)題，同時(shí)，也有助于政策制定者 衡量能源政策調(diào)控效果是否符合預(yù)期。
6 德國(guó)的儲(chǔ)電規(guī)范（略）
儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格仍然高于其他電力靈活性方案。因此， 降低成本是提高儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的最重要前提。除了 研發(fā)之外，標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于達(dá)成這一目的也非常重要。標(biāo)準(zhǔn) 化為批量生產(chǎn)創(chuàng)造了先決條件，并有助于加快技術(shù)知識(shí) 和創(chuàng)新成果的傳播。因此，標(biāo)準(zhǔn)化是大幅降低成本的關(guān) 鍵。
除經(jīng)濟(jì)效益外，安全性在電池等儲(chǔ)能系統(tǒng)中也發(fā)揮著重 要作用。在這方面，標(biāo)準(zhǔn)化可以為提高產(chǎn)品安全性做出 重要貢獻(xiàn)。在國(guó)際上，標(biāo)準(zhǔn)化有助于避免技術(shù)性貿(mào)易壁 壘，從而降低市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻。這有助于德國(guó)公司進(jìn)入世 界市場(chǎng)，并幫助他們獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。例如，2019年，大 型儲(chǔ)能系統(tǒng)的消防安全問(wèn)題給韓國(guó)大型電池市場(chǎng)造成了 沖擊。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域當(dāng)中，已經(jīng)有大量規(guī)范存 在。2016年3月15日至16日，負(fù)責(zé)德國(guó)所有標(biāo)準(zhǔn)化事務(wù) 的德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究所、德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（DIN）和德國(guó)電 氣電子和信息技術(shù)協(xié)會(huì)（VDE）聯(lián)合成立的德國(guó)DIN和 VDE電氣，電子和信息技術(shù)委員會(huì)（DKE）、德國(guó)工程師 協(xié)會(huì)（VDI）以及德國(guó)燃?xì)夂退畢f(xié)會(huì)（DVGW）的代表一 起提出了《德國(guó)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》[21]?！堵肪€圖》是由上述幾家機(jī)構(gòu)以及行業(yè)專家和科學(xué)家合作制定，并 確定了以下五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：
? 電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備（例如電池）
? 化學(xué)儲(chǔ)能（例如，電轉(zhuǎn)氣）
? 機(jī)械儲(chǔ)能
? 儲(chǔ)熱
? 電儲(chǔ)能設(shè)備
《標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》旨在確定需要進(jìn)一步發(fā)展且具有戰(zhàn)略 意義的領(lǐng)域。因此，《標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》是儲(chǔ)能領(lǐng)域未來(lái) 的工作計(jì)劃。這是幫助德國(guó)在歐洲確立自身地位的重要 前提。該路線圖可為規(guī)則制定者評(píng)估未來(lái)項(xiàng)目提供指 南，也可供能源行業(yè)和公共部門使用，促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的 進(jìn)一步發(fā)展。
在相關(guān)專家和公眾的參與下，《標(biāo)準(zhǔn)化路 線圖》正在不斷發(fā)展。 此處簡(jiǎn)要概述與本報(bào)告最相關(guān)的五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中前三個(gè) 所面臨的主要問(wèn)題。
7 從中國(guó)的電力市場(chǎng)框架和政策背景看德國(guó)電力儲(chǔ)能
持續(xù)推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有助于中國(guó)構(gòu)建“清潔低碳、 安全高效”的現(xiàn)代能源體系、加快實(shí)現(xiàn)綠色能源轉(zhuǎn)型。 縱觀中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)，除抽水蓄能發(fā)展歷史較長(zhǎng)、技術(shù)較 為成熟外，電化學(xué)儲(chǔ)能等新型電儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)初期研發(fā) 示范階段，初步具備了規(guī)?；虡I(yè)化應(yīng)用的基礎(chǔ)；但 是，其發(fā)展應(yīng)用路徑還缺乏戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì)，規(guī)模布局缺 乏統(tǒng)籌科學(xué)規(guī)劃，商業(yè)模式、市場(chǎng)機(jī)制、政策體系和產(chǎn) 業(yè)服務(wù)體系尚不完善。考慮新型電儲(chǔ)能行業(yè)仍處于發(fā)展 初期，囿于成本、市場(chǎng)機(jī)制等多方面因素，短時(shí)間內(nèi)尚 不具備在各領(lǐng)域、各地區(qū)全面鋪開(kāi)、大規(guī)模應(yīng)用的條 件，但在一些需求突出、實(shí)施條件較好的地區(qū)，可因地 制宜，結(jié)合新能源消納、電力供應(yīng)保障等實(shí)際情況，開(kāi) 展示范建設(shè)工作，推動(dòng)新型電儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)源、網(wǎng)、 荷各側(cè)共同發(fā)力，探索創(chuàng)新開(kāi)發(fā)模式、商業(yè)模式、運(yùn)行 模式，及時(shí)形成可復(fù)制可推廣的經(jīng)驗(yàn)。
借鑒國(guó)際儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展有益經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè) 發(fā)展實(shí)際，提出以下政策和機(jī)制相關(guān)建議：
加強(qiáng)國(guó)家規(guī)劃對(duì)于儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的科學(xué)引領(lǐng)作用。當(dāng) 前，除抽水蓄能外，新型電儲(chǔ)能發(fā)展尚未納入國(guó)家規(guī)劃 體系，行業(yè)發(fā)展缺乏頂層設(shè)計(jì)指導(dǎo)。應(yīng)積極探索推動(dòng)將 儲(chǔ)能納入國(guó)家“十四五”相關(guān)規(guī)劃和能源領(lǐng)域中長(zhǎng)期發(fā) 展戰(zhàn)略的可能性，明確儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)及 實(shí)施路徑，科學(xué)指導(dǎo)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的規(guī)范帶動(dòng)作用。在 全面、系統(tǒng)梳理儲(chǔ)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌研 究，做好儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)當(dāng) 前存在主要問(wèn)題，強(qiáng)化薄弱環(huán)節(jié)，加快從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、 驗(yàn)收、運(yùn)維、調(diào)度五個(gè)維度推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建 設(shè)，有效指導(dǎo)當(dāng)前儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行工作，同時(shí)注重提 高標(biāo)準(zhǔn)化工作的科學(xué)性、系統(tǒng)性和效率，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn) 化工作對(duì)于儲(chǔ)能行業(yè)健康發(fā)展的保障促進(jìn)作用。重點(diǎn)針 對(duì)新型電儲(chǔ)能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，加快建立健全儲(chǔ)能設(shè)施 的安全監(jiān)測(cè)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)體系，通過(guò)設(shè)備試驗(yàn)、定時(shí)檢 測(cè)、在線監(jiān)測(cè)等手段強(qiáng)化儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行的全過(guò)程安 全監(jiān)測(cè)評(píng)估，有效排查控制儲(chǔ)能設(shè)備在生產(chǎn)、運(yùn)輸、建 設(shè)、運(yùn)維等各個(gè)環(huán)節(jié)的安全風(fēng)險(xiǎn)水平，切實(shí)降低儲(chǔ)能電 站發(fā)生危險(xiǎn)或安全事故的可能性。
以市場(chǎng)化手段引導(dǎo)儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)多重經(jīng)濟(jì)收益。Hornsdale 儲(chǔ)能電站等一系列國(guó)際案例表明，確保新型電儲(chǔ)能參與 各類市場(chǎng)、提供多種服務(wù)并實(shí)現(xiàn)多重市場(chǎng)收益的疊加， 是提升新型電儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。隨著我國(guó)電力 體制改革持續(xù)深化、電力市場(chǎng)建設(shè)加快推進(jìn)，宜超前謀 劃、統(tǒng)籌推進(jìn)各類電力市場(chǎng)建設(shè)。一是在保障電力系統(tǒng) 安全和市場(chǎng)平穩(wěn)有效運(yùn)行的前提下，推動(dòng)各類市場(chǎng)盡早 向儲(chǔ)能開(kāi)放市場(chǎng)準(zhǔn)入，在市場(chǎng)開(kāi)放順序方面，建議近期 鼓勵(lì)儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，中遠(yuǎn)期將儲(chǔ)能納入電力現(xiàn) 貨市場(chǎng)，同時(shí)探索建立容量補(bǔ)償機(jī)制或容量市場(chǎng)，有利 于儲(chǔ)能獲取穩(wěn)定收益。二是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、促進(jìn)不同市場(chǎng)間 的聯(lián)通和市場(chǎng)規(guī)則機(jī)制間的銜接，避免出現(xiàn)交割環(huán)節(jié)資 源調(diào)用沖突等情況。推動(dòng)新型電儲(chǔ)能基于自身特點(diǎn)、系 統(tǒng)需求變化和市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)，在不同市場(chǎng)間自主決策、 自由轉(zhuǎn)換、自行交易，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益最大化。
加快建立電力現(xiàn)貨市場(chǎng)以提升儲(chǔ)能電量時(shí)空價(jià)值。儲(chǔ)能 的價(jià)值主要體現(xiàn)在部分時(shí)段提供稀缺性的電力電量資 源。由于可再生能源的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，導(dǎo)致 稀缺性出現(xiàn)時(shí)段是不規(guī)律的，現(xiàn)有的固定時(shí)段峰谷電價(jià) 等機(jī)制不能充分發(fā)揮儲(chǔ)能的價(jià)值。需要加快建立健全電 力現(xiàn)貨市場(chǎng)并形成分時(shí)、分位置的價(jià)格信號(hào)，引導(dǎo)儲(chǔ)能 改進(jìn)生產(chǎn)運(yùn)行策略、優(yōu)化資源時(shí)空配置，通過(guò)銷售稀缺 性、高價(jià)值的電能資源實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益提升，充分體現(xiàn)儲(chǔ) 能對(duì)于擴(kuò)大可再生能源消納、促進(jìn)可再生能源發(fā)展的效 益。
健全完善儲(chǔ)能參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制。建立完善的 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)前，應(yīng)鼓勵(lì)新型電儲(chǔ)能積極參與輔助服務(wù) 市場(chǎng)獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。推動(dòng)各地輔助服務(wù)市場(chǎng)賦予儲(chǔ)能市 場(chǎng)主體資格，促進(jìn)儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)市場(chǎng)并提供調(diào)頻、 備用等各類服務(wù)，鼓勵(lì)新型電儲(chǔ)能優(yōu)先調(diào)用；同時(shí)，建 立“按效果付費(fèi)”的補(bǔ)償機(jī)制，納入響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)精 度等質(zhì)量因素，合理確定儲(chǔ)能參與輔助服務(wù)補(bǔ)償價(jià)格水 平、科學(xué)反映儲(chǔ)能作為優(yōu)質(zhì)靈活調(diào)節(jié)資源的真實(shí)價(jià)值。
（報(bào)告來(lái)源：中德能源與能效合作伙伴、德國(guó)國(guó)際合作機(jī)構(gòu)）
