12月1日,2022第七屆中國(guó)儲(chǔ)能西部論壇成功舉辦。論壇以“大規(guī)模新能源應(yīng)用與儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展機(jī)制研討”為主題,圍繞儲(chǔ)能應(yīng)用、關(guān)鍵技術(shù)、市場(chǎng)機(jī)制等方面,共同探討了西部?jī)?chǔ)能發(fā)展問(wèn)題,推動(dòng)儲(chǔ)能在大規(guī)模新能源領(lǐng)域的健康發(fā)展。
清華大學(xué)教授夏清在主旨報(bào)告環(huán)節(jié),發(fā)表了題為《激勵(lì)新能源和儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展的機(jī)制設(shè)計(jì)》的精彩演講。他表示,新型電力系統(tǒng)是以新能源、電網(wǎng)、儲(chǔ)能、主動(dòng)負(fù)荷重構(gòu)能源系統(tǒng),只有滿(mǎn)足激勵(lì)相容的機(jī)制,才能激活各環(huán)節(jié)的活力,激發(fā)源網(wǎng)荷儲(chǔ)高效精準(zhǔn)的互動(dòng),激勵(lì)新能源與儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展。
他認(rèn)為,在以新能源為主的電力市場(chǎng)體系中,電力現(xiàn)貨市場(chǎng)可以精細(xì)刻畫(huà)每一時(shí)段的電能價(jià)值,以分時(shí)容量電價(jià)度量?jī)?chǔ)能的價(jià)值,進(jìn)而激勵(lì)新能源與儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展。
以下為夏清教授發(fā)言實(shí)錄:
雙碳目標(biāo)下,新能源爆發(fā)式增長(zhǎng),將重構(gòu)電力系統(tǒng)物理形態(tài)。具體到儲(chǔ)能行業(yè),我們現(xiàn)在需要多時(shí)空尺度儲(chǔ)能體系,按照時(shí)間尺度:短期儲(chǔ)能(平抑電力不平衡)和長(zhǎng)期儲(chǔ)能(平抑能量不平衡);按照空間尺度:電源側(cè)儲(chǔ)能(調(diào)峰、調(diào)頻)、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能(延緩電網(wǎng)投資)、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能(需求側(cè)響應(yīng)),將來(lái)儲(chǔ)能是無(wú)處不在的。
之所以這樣說(shuō),是因?yàn)橐鉀Q好兩個(gè)不平衡問(wèn)題,要把能量像海綿吸水一樣的吸引在電網(wǎng)的每一個(gè)角落,隨時(shí)支撐著電網(wǎng)的供需平衡,解決空間和時(shí)間上的不平衡,所以?xún)?chǔ)能將重構(gòu)電力系統(tǒng)。
然而,當(dāng)講到技術(shù)和產(chǎn)業(yè)時(shí),往往又不能忽視一個(gè)重要的話(huà)題——機(jī)制體制。制度經(jīng)濟(jì)學(xué)里的核心思想是:所有的創(chuàng)新都是結(jié)果,而制度是創(chuàng)新的源泉和動(dòng)力。為什么是動(dòng)力呢?因?yàn)闄C(jī)制使得所有的技術(shù)的價(jià)值得以全面的發(fā)揮了。
那我們有機(jī)制嗎?有。現(xiàn)在中國(guó)的電力市場(chǎng)建設(shè)已經(jīng)如火如荼全面開(kāi)展了。從年度、月度、周、日、實(shí)時(shí)等形成了一個(gè)持續(xù)遞進(jìn)的新型市場(chǎng)體系。有現(xiàn)貨市場(chǎng),日前日內(nèi)實(shí)時(shí)輔助服務(wù)市場(chǎng)夠嗎?有什么新的問(wèn)題嗎?這里引出了第二個(gè)話(huà)題,當(dāng)前電力市場(chǎng)體系存在著什么樣的問(wèn)題?特別是在高比例新能源的體制下存在怎樣的問(wèn)題?這樣的體制,對(duì)儲(chǔ)能價(jià)值的發(fā)現(xiàn)又存在什么樣的問(wèn)題?我在呼吁各界要重視這個(gè)問(wèn)題。
為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,先回顧電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的一個(gè)基本的原理。如下圖所示,新能源、水電、火電都有報(bào)價(jià),這些報(bào)價(jià)會(huì)形成在某一個(gè)時(shí)段里的排序,最后形成了粉紅色的火電,最后一個(gè)滿(mǎn)足系統(tǒng)負(fù)荷的基礎(chǔ)報(bào)價(jià)就成為這個(gè)時(shí)段的邊際價(jià)格。這樣的邊際價(jià)格對(duì)新能源就開(kāi)始定價(jià)了,因?yàn)榛痣娛怯凶儎?dòng)成本的,所以此時(shí)所有的新能源都是價(jià)格的接受者,這就是現(xiàn)貨市場(chǎng)的最精髓之處。
當(dāng)新能源比例高到一定程度時(shí),主要帶來(lái)以下幾個(gè)挑戰(zhàn):
第一,現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)“消失”,靈活調(diào)節(jié)資源不足。因?yàn)榛痣娛怯凶儎?dòng)成本的,新能源主要是固定成本,邊際成本很小。而火電數(shù)量的急劇減少,失去了邊際電價(jià)定價(jià)功能,這時(shí)要靠什么來(lái)定分時(shí)電價(jià)?
第二,容量定價(jià)困難。新能源的有效容量是逐日逐時(shí)逐地變動(dòng)著的,不像火電,想要新容量時(shí)就能夠頂上。而新能源是動(dòng)態(tài)變化的,想要時(shí)不一定有,所以容量電價(jià)如何定也是一個(gè)難題,即缺乏對(duì)新能源固定成本的定價(jià)機(jī)制。
第三,新能源消納成本分?jǐn)偤魡竟胶侠淼臋C(jī)制。有人說(shuō)新能源是非常好的清潔能源,沒(méi)有外部成本,其實(shí)它雖然沒(méi)有碳排放的外部成本,但它有系統(tǒng)為此提供靈活性而產(chǎn)生的巨大的調(diào)劑成本?,F(xiàn)在關(guān)鍵的問(wèn)題是這一成本由誰(shuí)來(lái)承擔(dān)?不同的新能源裝儲(chǔ)能與不裝儲(chǔ)能,系統(tǒng)為他付出的成本是不一樣的,用戶(hù)也是如此,裝儲(chǔ)能,不裝儲(chǔ)能,曲線(xiàn)波動(dòng)性是不一樣的。所以它的成本怎樣公平的分?jǐn)偨o所有的用戶(hù)以及所有的新能源?我們呼喚有一種價(jià)值的度量,對(duì)儲(chǔ)能進(jìn)行價(jià)值肯定。
我國(guó)儲(chǔ)能正在高歌猛進(jìn)的發(fā)展,但是下一步如何讓儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康的高質(zhì)量發(fā)展?用什么的機(jī)制讓儲(chǔ)能運(yùn)行起來(lái)又創(chuàng)造價(jià)值呢?這就引出下一個(gè)話(huà)題——現(xiàn)在的儲(chǔ)能政策到底面臨著怎樣的難題:
1、新能源企業(yè)配比儲(chǔ)能,加重企業(yè)經(jīng)營(yíng)負(fù)擔(dān)。
2、儲(chǔ)能充放電量安排與新能源企業(yè)利益直接相關(guān),調(diào)度的公平性監(jiān)管難度大。
3、迫切需要市場(chǎng)機(jī)制度量?jī)?chǔ)能的價(jià)值。
有人說(shuō),現(xiàn)在不是有峰谷電價(jià)嗎?但現(xiàn)行峰、平、谷電價(jià)是固定的,難以反映真實(shí)供需關(guān)系。并且峰、平、谷時(shí)段固定,無(wú)法準(zhǔn)確反映新能源出力的時(shí)序波動(dòng)。
當(dāng)價(jià)格不能反映供求關(guān)系變化時(shí),怎樣讓新能源這種資源造成的稀缺性和儲(chǔ)能在此時(shí)發(fā)揮的作用如何體現(xiàn)?只有電力現(xiàn)貨市場(chǎng)才能精細(xì)刻畫(huà)每一時(shí)段的電能價(jià)值。我們希望現(xiàn)在的機(jī)制具有這樣的功能:
1、日前市場(chǎng)分時(shí)的價(jià)格信號(hào)能夠激勵(lì)儲(chǔ)能、需求側(cè)響應(yīng)、調(diào)峰資源的交易行為,激勵(lì)電化學(xué)儲(chǔ)能平抑新能源發(fā)電短時(shí)間尺度的波動(dòng)性、跟蹤負(fù)荷的時(shí)變性;
2、實(shí)時(shí)市場(chǎng)的尖峰電建能夠能夠激勵(lì)儲(chǔ)能套利行為和需求側(cè)動(dòng)態(tài)響應(yīng);
3、調(diào)頻市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào)能夠激勵(lì)儲(chǔ)能以更快速的方式確保更細(xì)時(shí)間尺度內(nèi)的電力供需平衡。
這三個(gè)方面將徹底改變未來(lái)的調(diào)度方式,未來(lái)的電網(wǎng)將是源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ),儲(chǔ)能將成為一個(gè)重要的環(huán)節(jié),這一環(huán)節(jié)的價(jià)值功能被發(fā)揮出來(lái)就需要體制機(jī)制,好在現(xiàn)在現(xiàn)貨市場(chǎng)一些文件已經(jīng)出來(lái),這些方面也產(chǎn)生了一些悄然變化。
新能源比例越來(lái)越高,到底怎么樣運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng)?我們提出了以新能源為主的新型電力市場(chǎng)體系的構(gòu)想,要把新能源單獨(dú)進(jìn)行組織一個(gè)市場(chǎng)交易品種,把所有的其他的為新能源配合的叫做靈活性市場(chǎng),還有一個(gè)是綠色證書(shū)市場(chǎng)。
新能源跟普通的化石能源為什么不能放在一起呢?它的成本屬性發(fā)生了顛覆性的變化,一個(gè)是正的外部成本,一個(gè)是負(fù)的外部成本,一個(gè)是以固定成本為主,一個(gè)是以燃料為主,運(yùn)行成本為主。
那么在這個(gè)市場(chǎng)里用戶(hù)怎么參與?所有市場(chǎng)成員都是在以基于多市場(chǎng)均衡的理論,在不同的市場(chǎng)里進(jìn)行著選擇,這種選擇促進(jìn)了這幾個(gè)市場(chǎng)的協(xié)同發(fā)展。新能源和非新能源的市場(chǎng),怎么去切換,靠的是用戶(hù)的選擇。今天我想畫(huà)龍點(diǎn)睛說(shuō)一句:市場(chǎng)的本質(zhì)精髓在于一定要把選擇的權(quán)利交給用戶(hù)。由于用戶(hù)逐利的行為,選擇的行為,使各個(gè)市場(chǎng)之間在進(jìn)行了全成本的一種均衡的過(guò)程。
新能源的日前市場(chǎng)到底怎么做?基于新能源固定成本時(shí)序分?jǐn)偟姆謺r(shí)容量定價(jià)機(jī)制。用戶(hù)自己知道應(yīng)該怎樣主動(dòng)把成本分?jǐn)偟矫刻欤謹(jǐn)偟矫刻煲院?,根?jù)供求關(guān)負(fù)荷曲線(xiàn)的供求關(guān)系,再分到每一個(gè)時(shí),這就是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)與剛才傳統(tǒng)的現(xiàn)貨市場(chǎng)對(duì)稱(chēng)的形成了各時(shí)段的分時(shí)的容量電價(jià)。這里關(guān)鍵詞叫分時(shí)的容量電價(jià),過(guò)去叫分時(shí)電價(jià),現(xiàn)在加了容量電價(jià),因?yàn)樾履茉炊际菍?shí)時(shí)變化的,這樣出力以后,分析容量電價(jià),這是最寶貴的價(jià)格信號(hào),它給出了對(duì)儲(chǔ)能在不同時(shí)刻的價(jià)值度量。沒(méi)有每個(gè)時(shí)段的分時(shí)電價(jià),很難對(duì)儲(chǔ)物進(jìn)行定價(jià)過(guò)程。
基于新能源固定成本分?jǐn)偟母?jìng)爭(zhēng)性容量定價(jià)機(jī)制。如圖,新能源1正向調(diào)峰獲益比較多,而新能源2反向調(diào)峰獲益就少,這其中有一種價(jià)格在激勵(lì)新能源裝儲(chǔ)能。
其機(jī)制有效性分析(1)發(fā)現(xiàn)新能源差異化容量?jī)r(jià)值,引導(dǎo)靈活性資源投資。以分時(shí)容量電價(jià)度量?jī)?chǔ)能的價(jià)值,進(jìn)而激勵(lì)新能源與儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展。市場(chǎng)最本質(zhì)的是,總是以?xún)r(jià)格信號(hào)去引導(dǎo)做什么,這就是市場(chǎng)真正的魅力和資源優(yōu)化配置水平的高效所在。(2)分時(shí)容量電價(jià)能夠激勵(lì)用戶(hù)提升儲(chǔ)能需求側(cè)響應(yīng)的能力,用戶(hù)用電成本高激發(fā)用戶(hù)投資儲(chǔ)能,削峰填谷。為什么國(guó)外用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能大幅發(fā)展,因?yàn)槭冀K用價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)著荷源的發(fā)電、用電的行為,使其在源荷這個(gè)空間上變得更加匹配,這就是制度偉大的力量所在。
再談?wù)勳`活性資源的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)。以市場(chǎng)方式發(fā)現(xiàn)靈活性資源的價(jià)值,首先讓用戶(hù)選擇用綠電,不平衡的的部分就交給靈活性市場(chǎng)。在靈活性市場(chǎng)里,各種靈活的火電、抽水蓄能、虛擬電廠等都充分去競(jìng)爭(zhēng),形成一個(gè)市場(chǎng)供求曲線(xiàn),其分時(shí)價(jià)格也就這樣形成了。
于是在用戶(hù)靈活性日前市場(chǎng)上可以進(jìn)行這樣的分?jǐn)偂<凑l(shuí)產(chǎn)生的成本誰(shuí)去承擔(dān),比如新能源的預(yù)測(cè)偏差,誰(shuí)的偏差越大誰(shuí)就承擔(dān)更多成本,這符合經(jīng)濟(jì)學(xué)原理。如果不讓其承擔(dān)應(yīng)有的成本,就會(huì)導(dǎo)致資源優(yōu)化配置的錯(cuò)配,產(chǎn)生一個(gè)很糟糕的問(wèn)題,叫“搭車(chē)現(xiàn)象”。
當(dāng)既有了價(jià)格機(jī)制,又有了成本分?jǐn)?,?chǔ)能也逐漸找到價(jià)值定位。這樣新能源和儲(chǔ)能才能像一對(duì)孿生姐妹一樣共同發(fā)展。
我們希望未來(lái)的市場(chǎng)機(jī)制達(dá)到這樣一個(gè)最高境界,將激勵(lì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)的協(xié)同運(yùn)行的一種新模式:在發(fā)電側(cè),負(fù)荷側(cè)分布式地安裝儲(chǔ)能,“熨平”新能源出力和負(fù)荷曲線(xiàn),將系統(tǒng)電力平衡轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏科胶猓瑴p少為滿(mǎn)足尖峰負(fù)荷投資的輸電線(xiàn)路。
最后總結(jié),新型的電力系統(tǒng)是以新能源、電網(wǎng)、儲(chǔ)能、主動(dòng)負(fù)荷重構(gòu)能源系統(tǒng),只有滿(mǎn)足激勵(lì)相容的機(jī)制,才能激勵(lì)各個(gè)環(huán)節(jié)的活力,激發(fā)源網(wǎng)荷儲(chǔ)高效精準(zhǔn)的互動(dòng),激勵(lì)新能源與儲(chǔ)能的協(xié)同發(fā)展。