中國儲能網(wǎng)訊：隨著新能源發(fā)電并網(wǎng)加速，以風光為主的新型電力系統(tǒng)的波動性和隨機性問題突出，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，因此，電力輔助服務的重要性凸顯。8月30日，國家能源局發(fā)布了《電力系統(tǒng)輔助服務管理辦法（征求意見稿）》（以下簡稱“兩個細則”），對電力輔助服務市場規(guī)則做了進一步明確。
一、核心觀點
我國的電力輔助服務市場化加速。目前，我國的電力輔助服務市場提供的產(chǎn)品主要是調(diào)峰、調(diào)頻，2019年上半年，電力輔助服務市場補償費用共130.31億元，占上網(wǎng)電費總額的1.47%。從產(chǎn)品類型看，調(diào)峰補償費用占總補償費用的38.44%，調(diào)頻占20.73%，備用占36.38%，調(diào)壓占4.23%。服務提供方主要是火電和水電機組，2019年上半年，火電機組的補償費用占比為94.98%，水電站占比為3.42%。發(fā)電廠通過競價方式取得權(quán)益，參與輔助服務可以獲得補償。過去補償費用由電力系統(tǒng)中的發(fā)電機組分攤，2019年上半年，補償費用主要來自發(fā)電機組分攤費用，占比為87.71%。
儲能獨立主體的市場地位明確，電力輔助服務市場化機制趨向合理。新版“兩個細則”明確提出積極推進新型儲能、用戶可調(diào)節(jié)負荷、聚合商、虛擬電廠等資源參與電力輔助服務。市場機制方面，按照“誰提供，誰獲利；誰受益，誰分擔”的原則，輔助服務補償費用電力系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電企業(yè)、電力用戶共同分擔，真正體現(xiàn)出輔助服務的價值。
以美國、英國、澳大利亞、北歐為代表的國家電力市場發(fā)展成熟，主要產(chǎn)品是調(diào)頻、備用、無功調(diào)節(jié)、黑啟動等，市場通過競價或長期協(xié)議的方式交易，服務費用通過輸配電價傳導到用戶側(cè)由終端電力用戶承擔。市場機制更為合理，更能體現(xiàn)電力輔助服務的實際價值。
我國電化學儲能快速發(fā)展，在電力輔助服務市場應用潛力巨大。電化學儲能以其靈活性高、響應速度快、環(huán)境資源約束小、技術(shù)進步空間大、與新能源發(fā)協(xié)同效應高的優(yōu)勢，在電力輔助服務市場有巨大的應用空間。根據(jù)BNEF統(tǒng)計，2020年中國電化學儲能新增裝機2.3GWh，同比增長156%。根據(jù)CENSA統(tǒng)計，2020年新增投運的電化學儲能項目中，電網(wǎng)側(cè)儲能296.4MW（37.8%），電源側(cè)輔助服務201.5MW（25.7%）。未來伴隨著我國能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型、電力市場的成熟和儲能成本的降低，電化學儲能將爆發(fā)出巨大的潛力。我們預計，全球2025年電網(wǎng)側(cè)調(diào)頻需求帶動的儲能需求為6.9GWh，調(diào)峰儲能需求為20GWh。
二、投資建議與標的
儲能市場具有高成長性和確定性，我們推薦寧德時代（新能源汽車組覆蓋）、隆基股份，建議關(guān)注逆變器行業(yè)陽光電源、科華數(shù)據(jù)、錦浪科技、固德威，系統(tǒng)集成企業(yè)派能科技、盛弘股份，EPC企業(yè)永福股份，新能源行業(yè)明陽智能，天合光能，電網(wǎng)相關(guān)企業(yè)南網(wǎng)能源、國電南瑞、國網(wǎng)信通、涪陵電力、許繼電氣等。
三、風險提示
成本下降不及預期
儲能需求不及預期
儲能技術(shù)迭代不及預期
加快構(gòu)建適應高比例可再生能源發(fā)展的新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)“碳中和、碳達峰”目標的重要路徑。然而，可再生能源發(fā)電具有季節(jié)性、波動性，大規(guī)模的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)，電力供需雙方都不穩(wěn)定且難以預測，影響電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行。因此，為了保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行，電力輔助服務愈發(fā)重要。
01、電力輔助服務市場：保障電網(wǎng)安全，市場化有待提升
電力輔助服務：保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要方式
根據(jù)新版“兩個細則”的定義，電力系統(tǒng)輔助服務（以下簡稱電力輔助服務）是指為維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，保證電能質(zhì)量，除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外，由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和儲能設施、參與市場化交易的電力用戶以及聚合商、虛擬電廠等第三方提供的服務。包括：一次調(diào)頻、自動發(fā)電控制（AGC）、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、備用、黑啟動服務等。
根據(jù)電力輔助服務調(diào)節(jié)原理的不同，可以分為有功平衡服務、無功平衡服務和事故應急及恢復服務。有功平衡服務通過頻率控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功出力，無功平衡服務即電壓控制服務，事故應急及恢復服務包括穩(wěn)控切機服務、快速切負荷服務和黑啟動服務。其中，有功平衡服務特別是調(diào)頻、調(diào)峰是我國電力輔助服務中應用最多的方式。
目前，我國需求最多的是調(diào)峰和調(diào)頻服務，兩者本質(zhì)上都是在電力負荷供需偏差時，通過調(diào)整機組出力減小系統(tǒng)偏差的手段，區(qū)別在于時間尺度不同，調(diào)頻通常為幾分鐘，調(diào)峰通常幾小時。
調(diào)峰是在用戶負荷較低的時段，部分機組需要減少出力，但發(fā)電機組偏離額定工況運行時，發(fā)電效率會隨負荷的降低而降低，導致發(fā)電煤耗增加，大幅增加單位發(fā)電成本，參與啟停調(diào)峰的機組會產(chǎn)生額外的燃料成本，對機組造成額外的壽命損耗。目前，我國調(diào)峰的主力機組仍然是經(jīng)過靈活性改造的火電機組。
調(diào)頻是指由于用戶負荷波動，引起電力系統(tǒng)供需不平衡，導致電網(wǎng)頻率改變，為了維持頻率穩(wěn)定，需要發(fā)電側(cè)調(diào)整功率。我國電網(wǎng)頻率為50Hz，允許的波動偏差為±0.2Hz?？梢酝ㄟ^負荷特性曲線和發(fā)電特性曲線理解調(diào)頻過程。
負荷側(cè)功率越大，頻率越高，可以看作一條右上方傾斜的線；發(fā)電側(cè)功率越大，頻率越低，可以看作一條右下方傾斜的線。當系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，系統(tǒng)的功率和頻率處于負荷曲線和發(fā)電曲線的交點a。
當系統(tǒng)負荷上升時，負荷曲線向上移動，此時負荷功率高于發(fā)電功率，若發(fā)電側(cè)不做調(diào)整，則有部分用戶負荷無法被滿足，用戶負荷會逐漸降低至原水平。發(fā)電機組有自動調(diào)節(jié)功能，在調(diào)節(jié)器的作用下，機組會降低頻率，增加出力，負荷功率會逐漸降低，重新到達穩(wěn)定的b點。這個過程是依靠機組自身的調(diào)節(jié)功能，所以稱為一次調(diào)頻，通常經(jīng)歷的時間在15s以內(nèi)。然而，b點的狀態(tài)下，系統(tǒng)頻率降低了，不能滿足電網(wǎng)安全運行的需求。
因此，需要通過二次調(diào)頻，機組接受AGC控制指令，增加出力，調(diào)節(jié)系統(tǒng)狀態(tài)到達c，頻率回到初始的f0.這個過程通常15s-20min。
電力輔助服務市場：產(chǎn)品齊全，市場化加速開啟
電力輔助服務市場是用市場化的機制，激勵參與輔助服務的市場主體。電力輔助服務市場與電力市場密不可分，由于我國的電力市場體制還處于市場化的探索階段，電力輔助服務市場也相對不成熟。我國的電力輔助服務市場大致經(jīng)歷了無償服務、計劃補償、市場化探索、市場化加速四個發(fā)展階段。
目前在我國電力輔助服務市場的產(chǎn)品品種較為齊全，包括：基本輔助服務，一次調(diào)頻、基本調(diào)峰、基本無功調(diào)節(jié)；有償輔助服務，自動發(fā)電控制（AGC）、有償調(diào)峰、有償無功調(diào)節(jié)、自動電壓控制（AVC）、旋轉(zhuǎn)備用、熱備用、黑啟動。各省根據(jù)自身情況，產(chǎn)品略有差別。
電力輔助服務的提供方式分為基本輔助服務和有償輔助服務?；倦娏o助服務是指為了保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，保證電能質(zhì)量，發(fā)電機組必須提供的輔助服務，包括一次調(diào)頻、基本調(diào)峰、基本無功調(diào)節(jié)。有償電力輔助服務是指并網(wǎng)發(fā)電廠在基本輔助服務之外所提供的輔助服務，包括二次調(diào)頻、有償調(diào)峰、自動電壓控制（AVC）、備用、轉(zhuǎn)動慣量、爬坡、黑啟動等。
市場規(guī)則：發(fā)電企業(yè)為主體，固定補償與市場化補償機制，電力系統(tǒng)共同分擔
電力輔助服務可以看作對于發(fā)電權(quán)的交易。以調(diào)峰為例，可以看成是調(diào)峰能力弱或調(diào)峰意愿不足的發(fā)電企業(yè)向調(diào)峰能力富裕且愿意提供更多輔助服務的發(fā)電企業(yè)購買了發(fā)電權(quán)。目前我國的電力輔助服務市場的主體是發(fā)電企業(yè)，但電力輔助服務的效果是電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定，受益的包括整個系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶。
目前我國的電力輔助服務由發(fā)電側(cè)提供，主要是火電廠，其次是水電廠。根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)，2019年上半年，電力輔助服務市場補償費用共130.31億元，占上網(wǎng)電費總額的1.47%。其中，火電機組的補償費用占比為94.98%，水電站占比為3.42%。
為了適應新型電力系統(tǒng)的需要，建立“源網(wǎng)荷儲聯(lián)合協(xié)同互動”的電網(wǎng)調(diào)度模式，我國鼓勵儲能設備、需求側(cè)資源參與提供電力輔助服務。華北能監(jiān)局2020 年11 月11 日印發(fā)了《第三方獨立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務市場規(guī)則（試行，2020 版）》，明確運用市場機制激勵第三方獨立主體提供調(diào)峰資源，充分挖掘包括分布式儲能、電動汽車（充電樁、充換電站）、電采暖、虛擬電廠（可控負荷）等負荷側(cè)調(diào)節(jié)資源以及發(fā)電側(cè)儲能在內(nèi)的第三方獨立主體的調(diào)峰潛力。
新型儲能市場地位進一步明確。2021年，根據(jù)新版“兩個細則”的規(guī)定，電力輔助服務提供主體包括火電、水電、核電、風電、光伏發(fā)電、抽水蓄能、新型儲能等以及能夠響應調(diào)度指令的用戶可調(diào)節(jié)負荷（包括通過聚合商、虛擬電廠等形式聚合的可調(diào)節(jié)負荷）等并網(wǎng)主體。新型儲能和能夠響應調(diào)度指令的用戶可調(diào)節(jié)負荷被作為市場主體列入政策，政策積極推進新型儲能、用戶可調(diào)節(jié)負荷、聚合商、虛擬電廠等資源參與電力輔助服務。
目前我國的電力輔助服務市場以省網(wǎng)為單位組織，各省制定相關(guān)的市場交易規(guī)則，因此，不同的區(qū)域規(guī)則略有差異。電力輔助服務市場采取補償機制，新版“兩個細則”對補償?shù)膱?zhí)行內(nèi)容進行了規(guī)定，有償電力輔助服務可通過固定補償或市場化方式提供，固定補償方式確定補償標準時應綜合考慮電力輔助服務成本、性能表現(xiàn)及合理收益等因素制定，按“補償成本、合理收益”的原則確定補償力度；市場化方式確定補償標準應遵循通過市場化競爭形成價格的原則。
根據(jù)提供電力輔助服務的種類和性能，制定差異化的補償標準，真正體現(xiàn)不同方式、不同電力輔助服務的效果和價值的差異。對于調(diào)峰調(diào)頻的補償，通?；诎l(fā)電量或里程功率。根據(jù)國家能源局的報告，2019年上半年，調(diào)峰補償費用占總補償費用的38.44%，調(diào)頻占20.73%，備用占36.38%，調(diào)壓占4.23%。
采用市場化補償方式的地區(qū)，每種產(chǎn)品分開報價，獨立于電力市場。產(chǎn)品報價一般采用賣方單向報價、集中競爭、統(tǒng)一價格出清的交易方式。調(diào)度方根據(jù)按需調(diào)用、按序調(diào)用、價格優(yōu)先的原則進行調(diào)用。
電力輔助服務的付費方，即成本分攤的參與方，新版“兩個細則”發(fā)布前，主要由發(fā)電機組分攤。根據(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)，2019年上半年，從電力輔助服務補償費用來源來看，主要來自發(fā)電機組分攤費用，合計114.29億元，占比為87.71%。其他還有，跨省區(qū)（網(wǎng)外）輔助服務補償分攤費用合計0.36億元，新機差額資金0.79億元，考核等其他費用14.87億元，無分攤減免費用。這意味著，發(fā)電廠“既出力（承擔輔助服務的責任）、又出錢（分擔輔助服務補償）”，市場化程度較低。
然而，發(fā)電機組單向承擔的成本分攤方式不盡合理。一方面，輔助服務作出的貢獻由整個電力系統(tǒng)受益，原則上引發(fā)的成本應當由整個電力系統(tǒng)承擔，從輸配電價分擔到用戶側(cè)。另一方面，對于調(diào)度機構(gòu)調(diào)用輔助服務的效率沒有量化，對其成本和定價沒有具體的核算。
我國電力輔助服務市場成本分擔機制走向合理化?！罢l提供，誰獲利；誰受益、誰承擔”的原則，逐步建立電力用戶參與的輔助服務分擔共享機制。新版“兩個細則”規(guī)定，為電力系統(tǒng)運行整體服務的電力輔助服務品種，補償費用由包括發(fā)電企業(yè)、電力用戶在內(nèi)的所有并網(wǎng)主體共同分攤。為特定發(fā)電側(cè)并網(wǎng)主體服務的電力輔助服務品種，補償費用由相關(guān)發(fā)電側(cè)并網(wǎng)主體分攤。為特定電力用戶服務的電力輔助服務品種，補償費用由相關(guān)電力用戶主體分攤。
02、他山之石：國際成熟市場調(diào)頻為主，競價或長期協(xié)議交易
國外的電力市場發(fā)展較成熟，電力輔助服務通常與電力系統(tǒng)調(diào)度聯(lián)合運營。在產(chǎn)品方面，與我國情況不同，國外電力現(xiàn)貨市場較為成熟，因此通常調(diào)峰不作為輔助服務產(chǎn)品，可以通過日內(nèi)市場和實時市場競價獲得。國外市場中調(diào)頻是主要的產(chǎn)品類型，此外也包括備用、無功調(diào)節(jié)、黑啟動等。從市場組織形式看，采用集中競價或長期協(xié)議，一般競爭程度較高的產(chǎn)品如調(diào)頻、備用，采用競價或招標的方式，其他服務如無功調(diào)節(jié)、黑啟動則采用長期協(xié)議雙邊合同的模式。國外市場輔助服務的費用主要由終端電力用戶承擔。
03、儲能：在電力輔助服務市場應用優(yōu)勢突出，未來市場空間可觀
近年來，我國電化學儲能應用逐漸增加，增速明顯。2011年，我國第一個風光儲輸綜合示范項目在張北建成投運。2015年全國電化學儲能裝機規(guī)模首次突破100MW。此后，電化學儲能以其靈活性高、響應速度快、環(huán)境資源約束小、技術(shù)進步空間大、與新能源發(fā)協(xié)同效應高的優(yōu)勢得到快速發(fā)展。根據(jù)BNEF統(tǒng)計，2020年中國電化學儲能新增裝機2.3GWh，同比增長156%。
根據(jù)統(tǒng)計，2020年新增投運的電化學儲能項目中，按照應用場景分布，從高到低依次為：電網(wǎng)側(cè)儲能296.4MW（37.8%）、集中式新能源+儲能259.4MW（33.0%） 、電源側(cè)輔助服務201.5MW（25.7%） 、用戶側(cè)儲能15.9MW（2.0%）、分布式及微網(wǎng)儲能12MW（1.5%）。
目前我國參與電力輔助服務的機組以火電和抽水蓄能為主。為了實現(xiàn)碳中和、碳達峰的目標，火電機組面臨轉(zhuǎn)型壓力，電化學儲能與火電相比，碳排放少，更加清潔，響應時間更短，調(diào)節(jié)更靈活。抽水蓄能是比較優(yōu)質(zhì)的靈活性資源，但抽水蓄能受到地理條件的限制，裝機規(guī)模增長有限。因此，未來增長的電力輔助服務需求將有很大的空間由電化學儲能替代。
我國逐漸開始重視電化學儲能的發(fā)展，尤其是為了電化學儲能在電力輔助服務市場的應用，新版“兩個細則”中將新型儲能作為獨立市場主體提出。各省市都出臺了配套政策，支持儲能發(fā)展。儲能參與調(diào)峰的政策中，大部分省份對于可以參與調(diào)峰的儲能規(guī)模進行了限定，但目前我國的規(guī)模限制遠高于美國的規(guī)定（0.1MW），不利于小規(guī)模儲能的應用。對儲能調(diào)頻的政策中，規(guī)定了儲能的補償機制，目前大多數(shù)省份采用里程補償，部分省份采用容量補償+里程補償?shù)姆绞健?
隨著可再生能源滲透率不斷提高，電化學儲能成本不斷下降，電化學儲能在電力輔助服務市場的應用空間正在擴大。隨著對儲能參與輔助服務的市場機制設計逐漸完善、國內(nèi)電力市場的逐步成熟以及相關(guān)監(jiān)管的完善，電化學儲能將有巨大潛力。
根據(jù)我們的測算，全球2025年電網(wǎng)側(cè)調(diào)頻需求帶動的儲能需求為6.9GWh，復合增長率達65.7%，電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰需求產(chǎn)生的儲能需求為20GWh，復合增長率達31.3%。
