北控智慧能源投資有限公司 牛博

　　2019年5月18-20日，中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”，北控智慧能源投資有限公司 牛博在會上發言。

　　在主題論壇4：“儲能參與與輔助服務市場(現貨市場)價值實現”論壇上，北控智慧能源投資有限公司牛博分享了海外儲能調頻案例與經濟性分析。

　　以下為發言實錄：

　　北控智慧能源投資有限公司牛博：跟大家分享一下我們公司對儲能在英國電力市場中應用的一些分析，也非常感謝會務組能給我們這次機會。

　　英國儲能發展現狀及趨勢。

　　從1989年起英國分四個階段：

　　發電、輸電、送電、配電四個環節進行了電力市場改革，引入了私有化，去管制華，建立了公平、透明和相對開放的電力市場，第一階段電力市場改革1989-2000年，這一階段標志性成就在于中央發電局的拆解和1990年3月31日成立了國家電網公司，創建了強制性電力庫，電力零售市場開始體現。

　　第二階段電力市場改革，以2001年3月27日新電力市場模式(NETA)正式施行，這階段95%以上的電力交易通過雙邊合同進行確定的，而不是以往的由電力庫進行統一買賣的模式。

　　2005年至今英國將NETA模式在全不列顛范圍內，將蘇格蘭引入NETA模式，并建立了英國電力交易和輸電模式。2013年12月19日發布的英國電力市場改革方案白皮書。在新的電力市場改革體制下，為清潔能源以及儲能的大規模的發展奠定了基礎，也提供了契機。

　　從2016年巴黎協定中可以看出歐盟承諾到2030年將溫室氣體排放量，在1990年的基礎上減少至少40%，將全球的氣溫控制在工業化之前，不高于工業化之前2攝氏度以內。在《2008年氣候變化法案》中英國承諾到2050年將氣溫氣體排放量減少到1990年的20%。圖中綠色的線段是英國要實現上述目標需要遵循的碳排放量的變化曲線。但是如果我們只采取目前的這種政策，未來一段時間碳排放量的變化將沿著紅色的曲線下降，二者之間還是會有相對可觀的差距。

　　數據顯示2017年英國二氧化碳排放量較2016年下降了3%，與2010年相比排放總量減少了約1.41億噸。2017年實現1200萬噸碳排放的減排總量中，通過發電實現的減排占比78%，發電帶來的碳排放強度的下降由可再生能源的創記錄貢獻和化石燃料對碳排放的貢獻降至歷史低點所推動的。

　　為了實現2050年將溫室氣體排放量減少到1990年20%的目標，未來英國將部署更多的可再生能源發電，據預計，到2040年，英國的可再生能源裝機容量將增加133%。伴隨著可再生能源裝機容量的增加，英國需要部署更多的靈活性服務，比如說儲能還有需求側響應等更為靈活性的服務，以保證電力供應的安全、可靠，未來一段時間到2040年儲能的預計裝機容量將達到5GW?，F階段英國市場上的儲能的裝機容量大概在1GW左右，2018年建成并且投產了大概700兆瓦左右，電池儲能資產目前大部分都是一些國際或者英國當地知名的公司。

　　儲能在英國電力市場中的應用主要有五種服務：

　　容量市場、電力市場、平衡服務、輔助服務，容量市場是2013年英國開啟第四輪電力市場改革以后引入的一種新的機制，引入這個容量市場機制的目的，在于確保電力的安全供應，容量市場的建立將鼓勵更多的投資以替換老舊的發電站，同時也為間歇性的可再生能源發電提供支持。容量市場現階段主要分為T1容量市場和T4容量市場，T1容量市場在中標后第二年實現交付，合同期限1年，新建機組中標后第四年交付。

　　下圖是容量市場的價格形成機制，通過招標確定統一的市場出清價格，所有的中標者加上統一的市場出清價格一次出清，右邊表格匯總了自2014年開始的T4招標以后，每年中標的歷史價格，前三年分別在20磅每千瓦每年左右，但是2021年-2022年價格驟降到了8.4磅每千瓦每年，現在容量市場，去年的時候，因為容量市場機制設置對于某些需求側響應的服務商而言，在機制上有一些存在部分不公平的現象，目前英國的BERS部門已經把這個容量市場暫停了，正在進一步完善容量市場的機制。預計在今年7月份會開啟新一輪的T1合同的招標。

　　儲能在英國電力市場上可以參與的電力輔助服務主要為頻率響應、容量儲備、無功調節和系統安全四個方面，其中電池儲能主要參與固定頻率響應的動態頻率響應，英國果實電網下屬的ESO定期公布英國未來一段時間內的調頻需求，并且每個月都會舉行招標。中標者可以針對未來某一個月甚至某連續的24個月，全天或者一天中的特定時間段分別進行投標，中標者需要按時實現容量的交付，并且與國家電網按投標價格進行結算。

　　FFR主要可以分為三類服務，分別為：一級低頻響應、二級低頻響應和高頻響應。下面這張表是英國國家電網總局的某一個月份的投標和中標情況，在這個表里詳細的描述了中標的公司名、資產名、技術形式還有中標的時間段和中標的服務周期。如果大家有興趣的話，可以在英國國家電網上將往屆的FFR招標情況匯總表下載下來，以供分析。

　　FFR目前市場規模大概在800兆瓦左右，隨著可再生能源尤其是風電裝機容量的提高，預計到2035年容量將達到1.6MW。相比于傳統的清潔能源，在調頻服務方面更具有優勢，所以根據預計，在2020年左右，電池儲能將逐漸占據主導地位。

　　電池儲能可以參與的其他的輔助服務，包括增強型頻率響應、快速儲備和短期運行儲備，EFR只有一輪，總共中標容量大概在1.7GW左右，中標單價在9.44英鎊/千瓦/小時。下面這張圖匯總了各類輔助服務的平均價格，從圖中可以看出FFR動態頻率響應的價格，相對于其他服務而言是比較高的，如果我們能保證項目在中標FFR服務的話，項目的收益率會非常好。

　　這是2017年價格的情況，但是現階段FFR中標價格已經降到10英鎊/MW/h，預計價格還會進一步下降。

　　儲能參與電力批發市場，利用國內電價差套利的商業模式，電力批發市場是電力生產商與電力供應商之間主要的交易途徑，分別分為日間電力交易和日前電力交易。電力生產商和電力供應商需在電力中心分別申報每半小時的產量和需量，電力交易中心將按照報價確定出清順序，并確定統一出清價格，按約定的時間，順序和統一的出清價格實現電價的交付，隨著可再生能源裝機尤其風電裝機容量上升，未來電價差有進一步擴大的空間。

　　平衡機制作為電力市場交易的一種補充，它主要用于滿足電力傳輸系統實時平衡，參與者需要在電力市場交易關閉，也就是說電量交付前一個小時，至電量交付前的一段時間內，也就是說一個小時的時間內，在電力交易中心申報多發/少發的電量及對應的價格，并按申報價格從高到低依次排序，無法順利出清的容量將被用來計算凈不平衡容量及不平衡費，所有導致系統不平衡供應商將按照不平衡容量被收取一定的平衡服務費。

　　隨著可再生能源裝機尤其是風電裝機容量不斷提高，英國的電網越來越呈現北電南送的格局，從蘇格蘭等風電資源豐富的地區向英格蘭南部負荷中心輸送的格局，長距離輸電造成了比較可觀的電力損耗，同時增加了電力分擔，因此英國國家電網對于給輸電和配電帶來過大負擔的電力生產者和電力消耗者分別征收一定的費用，并將費用補貼給建立在負荷中心周圍可以有效緩解電網負擔的分布式電源。嵌入式效益中最主要的收益是來自于Triads。以上這五種商業模式是儲能在英國市場上的主要的幾種，經濟性比較好的商業模式。因為他們在時間上存在一定的差別，我們可以將這幾種商業模式有機的整合起來，我們提出如下的商業模式。我們在每年11月至次年二月，僅參與夜間的調頻服務，日漸我們參與電力市場交易平衡機制和Triads。在3月至10月參與全天調頻服務，這么做的優點在于現階段調頻服務的單價依然較高，參與全天調頻服務可以獲得較高的收益。冬季的時候，英國的電價差相對較大，我們參與白天的電力市場交易，同時去捕獲Triads的價格，我們可以獲得相對穩定，也是相對較高的收益，這么做的缺點在于英國在日間調頻的需求遠遠低于夜間的調頻需求。

　　我們提出如下模式，全年12個月全部僅參與夜間調頻機制，日間參與參與電力市場交易及平衡服務，這么做帶來的壞處是這么做的收益遠遠低于上一種交易模式。夜間調頻需求較高，競標情況相對樂觀，這是好處。