山東獨立儲能爆發式增長的背后邏輯

　　獨立儲能解決了配建儲能無盈利模式、充放電損耗自擔的問題，實現了利用小時數和設備質量的雙提升，成為全國主流建設方式。截至2023年10月中旬，山東省新型儲能裝機達到323萬千瓦，其中獨立儲能236萬千瓦，成為山東儲能爆發式增長的“主力軍”。《山東省新型儲能配建轉獨立試點管理辦法(暫行)》的發布更是引發了全國的廣泛關注。為解密山東獨立儲能爆發式增長的背后邏輯，筆者走訪調研了親身參與山東儲能發展的各界人士，揭示山東省具體舉措和儲能爆發式發展的深層次原因，希望能夠為全國各省份儲能發展提供參考。

　　發展背景

　　山東省風光資源豐富、工業發達，是全國電力裝機第一大省，截至2023年8月，電力總裝機達20246萬千瓦，甚至超過了德國。在國家“雙碳”目標的引領下，山東省新能源高速發展，“十四五”前三年新增電力裝機基本為風、光新能源，以光伏為例，近5年年均增速超過30%;截至2023年8月，山東省新能源和可再生能源發電裝機達到8625萬千瓦，同比增長28%，占電力總裝機的比重達到42.6%，同比提高5.2個百分點;到2025年，預計新能源和可再生能源發電裝機突破1億千瓦;到2030年，裝機可達到1.7億千瓦以上。

　　然而，在新能源高速發展的態勢下，其波動性給電網帶來的調節壓力也越來越大。目前，山東電力系統調峰資源早已消耗殆盡，火電日內啟停機等非正常調峰手段已經成為常態化;一次調頻資源逐漸緊張，相關輔助服務費用不斷上調。目前，山東省電力調峰主要依靠直調公用煤電機組及泰安、沂蒙等抽水蓄能電站，調峰手段相對單一，且調峰能力嚴重不足，尤其在冬、春季供熱期，約80%的煤電機組因需保障民生供熱使得機組靈活性調節能力下降。靈活性高、啟停響應快的燃氣機組也尚未建成投運，因此，近年來，山東省棄風、棄光率分別達到了2.1%和1.5%。隨著風電、光伏發電裝機的持續快速增長及外電規模的持續擴大，消納高比例可再生能源的任務也會愈發艱巨。

　　儲能是解決上述問題的有效手段，尤其是新型儲能技術的異軍突起為其提供了新的途徑。2020年，山東省首個新能源配建儲能電站——明德朝暉光伏電站配套儲能投產，實現了新型儲能零的突破，截至2020年底，山東省已建成6.96萬千瓦配建儲能，初具規模的同時，配建儲能的問題也逐漸暴露出來：

　　一是配建儲能質量較差。新能源企業建設儲能就是為了并網指標，在經濟利益的驅使下，使用的設備質量較差，甚至使用廢舊電池，消防設施更是能省則省。

　　二是儲能利用率很低。配建儲能充放電沒有收益，損耗的電量還需要新能源企業自己承擔，同時由于設備質量較差，出于安全考慮，企業選擇盡量不充放，造成設備閑置。

　　三是建設地點不靈活。電網中有很多關鍵節點更需要儲能，可以節省全電力系統的投資，但配建儲能只能按比例與風、光同場建設，不能按需布置在最需要儲能的地方，作用發揮打折扣。

　　四是調度運用不方便。由于單個儲能場站多為幾千到一萬千瓦，規模太小，占用電網調度資源比較嚴重，使用起來也比較繁瑣。

　　山東省能源主管部門很早就意識到了配建儲能存在的問題，在充分調研湖南省、廣東省、江蘇省儲能發展的基礎上，提出借鑒湖南省經驗，將配建儲能集中布置在電網需要的關鍵節點、新能源共享使用，以及參與電力市場盈利的思路，要求山東電力工程咨詢院、山東電力經研院等智庫機構研究并測算儲能需求和政策強度，組織國家電網有限公司、華能集團、華電集團、國家電投集團、三峽集團等企業積極布局獨立儲能項目，促進了山東省獨立儲能的發展。

 

　　落地實踐

　　獨立儲能是指具備獨立計量、控制等技術條件，以獨立主體身份直接與電力調度機構簽訂并網調度協議、由電力調度機構調度管理的儲能。獨立儲能想要真正落地，需要建設 “四梁八柱”，如支持政策、安全體系、市場規則、標準規范等，使其能夠融入電力系統的調度、安全、營銷、監管體系。山東省能源局聯合山東省發改委、山東省能源監管辦、國網山東省電力公司，在專業咨詢機構的技術支持下，省內規劃、調度、營銷、投資、工程各機構群策群力，構建獨立儲能落地的政策體系，在實踐中示范多種儲能技術，試驗多種安全技術和機制。開展的工作可歸納為三個堅持：

　　堅持政策引領，先行先試破題。創新出臺獨立儲能參與電力現貨市場、長時儲能、配建儲能轉獨立儲能等多個“全國第一”的儲能支持政策，要做到儲能發展政策支撐體系全國領先;首創獨立儲能電站進入現貨市場運行方式，創造“電量交易+容量補償+容量租賃”收益模式，儲能運行經濟性要得到可靠保障;率先將儲能配置比例高低作為風光資源獲取的首要條件，并按照配儲比例依次保障并網，儲能建設積極性顯著提升;推動儲能示范項目建設，相關經驗做法在全國能源工作會議上進行交流，成為各省市儲能發展的學習樣板。

　　堅持技術創新，塑造發展優勢。在獨立儲能的建設中堅持電化學、壓縮空氣、儲熱、制儲氫等主流技術齊頭并進，飛輪、液流電池、固態電池等差異化技術積極實踐，多種技術路線為儲能突破發展瓶頸提供了不同的解決方案;創新獨立儲能“自調度”交易機制，探索配建儲能聯合新能源進入電力現貨市場，其多元商業模式為全國儲能市場化運作帶來了“山東示范”;把好示范項目篩選關，建立科學的評價指標體系，確保項目選得出、建得成;示范“鋰電池+”模式，“鋰電池+液流電池”“鋰電池+固態電池”“鋰電池+鈉離子電池”等示范項目先后落地，用“大帶小”的方式有效解決了各類新技術初期面臨的經濟性問題。

　　堅持底線思維，筑牢安全防線。先后試驗微粒子、大數據、阻抗譜等預警技術，全氟己酮、高壓細水霧等滅火技術，壓縮空氣泡沫等防復燃技術，消防預警、滅火抑制、防止復燃三級電化學儲能消防體系逐步形成;超前啟動儲能設計、生產、建設、驗收、運維、管理等全過程標準制定計劃，已實施2項、立項8項，標準規范體系日趨全面;搭建在線監測平臺，全面開展涉網安全檢測，組織專家研究儲能電站安全薄弱點，預防阻止事故發生;組織全國首次電化學儲能電站火災應急演練，通過模擬實戰檢驗應對電站火災的防控能力，事故應急處置能力顯著增強。

　　經過三年的建設，山東省新型儲能裝機躍居全國第一，獨立儲能引領全國。目前，山東建成的獨立儲能示范項目亮點紛呈。華電萊城是全國首個“高壓級聯+集中液冷”的儲能項目，高壓級聯大幅壓縮占地18畝，集中液冷取消集裝箱內分散式空調，轉而采用大型機組制冷，電站效率提高4～5個百分點;三峽慶云是全國首個液冷大型儲能項目，綜合利用高效液冷管路流程結構和全變頻自然冷卻技術，電芯溫差降低50%，電池壽命顯著延長;濟寧微山綜合配置“風冷鋰離子電池+液冷鋰離子電池+固態電池”技術，效率提升2%～3%、輔助能耗降低20%;國家電投海陽項目示范1兆瓦/4兆瓦時液流電池技術，為長時儲能政策的出臺積累了寶貴的數據;肥城10兆瓦先進壓縮空氣儲能示范項目，有效驗證了先進壓縮空氣儲能技術的可靠性、可行性，為后續300兆瓦項目建設打下了堅實的技術基礎。在優質政策環境和堅強支撐體系的吸引下，華能、華電、國家電投、三峽、中核、中廣核、華潤等電力央企的首個百兆瓦級儲能電站全部落戶山東，陽光電源、遠景能源、特變電工等民企巨頭也將儲能領域的首個試點落在山東。山東獨立儲能在全國率先實現了盈利，截至2023年8月，山東已經有16個獨立儲能項目進入電力現貨市場運行。

　　優勢發揮

　　獨立儲能參與電力現貨市場，報量不報價，接受現貨價格，可賺取電能量交易收益;還可獲取山東電力現貨市場特有的容量補償費用;同時，獨立儲能可作為并網條件租賃給新能源，賺取容量租賃收入。目前，在山東省建設的獨立儲能功率均在60兆瓦及以上，連續充電時間2小時及以上。

　　與配建儲能相比，獨立儲能具有如下優勢：

　　一是建設質量高。獨立儲能充放電有收益，為了保證運營，投資企業會選用優質設備，在安全投入上也遠高于配建儲能。

　　二是設備利用率高。獨立儲能每天預測第二日電價，實施自調度，即自行決定第二天的充放電時段。實際數據證明，山東獨立儲能利用小時數是配建儲能的3倍以上。

　　三是建設地點靈活。獨立儲能可根據電力系統需求，在電力系統任一點建設，規模也根據需求設置，不受新能源建設地點的限制，可最大限度發揮儲能作用。

　　四是調度運用方便。獨立儲能規模較大，占用調度資源少，在緊急情況下調度使用更方便，還可以更有效地發揮減少旋轉備用、緊急功率支撐等多重作用。

　　在山東省已投產的新型儲能項目中，相比配建儲能，獨立儲能在裝機、收益、利用率等方面實現全面領先。從裝機占比看，配建儲能占30%，獨立儲能占70%;從收益模式看，配建儲能無收益模式且損耗自擔，獨立儲能可獲得新能源租賃、現貨電能量交易、容量補償三部分收益，占比分別為60%、25%和15%;從實際利用來看，2023年上半年配建儲能發電利用小時數192小時，相當于每天0.5次充放，而獨立儲能533小時，相當于1.5次充放;從參與電力市場實際收益情況來看，山東省連續運行超過一年的儲能項目有5個，大部分保持了微利。鑒于2023年儲能價格已經下降了25%。若按2023年造價，取上述 5個項目2023年平均運行數據測算，項目收益較好。

　　獨立儲能最大的盈利來源就是租賃，但存在的最大不確定性也是租賃。目前，山東儲能租賃價格由市場定價，2023年上半年平均為每年266元/千瓦，隨著儲能設備價格下降，儲能租賃價格也有下降的趨勢。而各項目租賃比例變化與企業內部需求緊密相關，華能、華電等企業集團風光電站自有率高，租賃有保障，項目收益穩定;有的企業自有風光電站少，靠市場全部租賃出去有困難，項目盈利較差。

　　創新政策

　　2023年，隨著山東省獨立儲能政策的逐漸穩定成熟，山東省能源主管部門又開始了新一輪的政策創新，主要包括長時儲能政策和配建儲能轉獨立儲能政策。

　　長時儲能政策

　　2023年7月23日，山東省發布《關于支持長時儲能試點應用的若干措施》，制定了全國首套長時儲能支持政策。長時儲能政策與山東獨立儲能政策框架相同，其收益仍然由電量交易、容量補償、容量租賃三部分組成，給予的政策和調整包括：電量交易上損耗部分不繳納輸配電價和基金附加，容量補償費用暫按其月度可用容量補償標準的2倍執行，容量租賃上按其功率的1.2倍折算配儲規模。

　　長時儲能是指連續滿功率放電時間在4小時及以上的儲能，是未來電力系統儲能的主力軍，包括但不限于壓縮空氣儲能、液流電池儲能等。長時儲能單位千瓦造價較高，按照現行獨立儲能政策盈利比較困難，為了扶持長時儲能盡早落地，打下良好的技術基礎和政策基礎，山東省能源主管部門出臺了該政策。在政策的編制過程中，山東省以壓縮空氣長時儲能造價、效率等指標為參考，結合山東獨立儲能支持政策進行了政策設計和技術經濟測算，對單位瓦時造價不高于1.25元、效率不低于66%的長時儲能項目有很好的支持效果，其他長時儲能應逐步達到此標準。

　　配建轉獨立政策

　　2023年8月23日，山東省發布《關于開展我省配建儲能轉為獨立儲能試點工作的通知》，建立了全國首套配建儲能轉獨立儲能的執行細則，明確了配建儲能轉獨立儲能的試點條件、申報程序及建設驗收方法等內容。其中，同一地點3萬千瓦及以上、改造后接入電壓等級110千伏及以上是配建儲能轉獨立儲能的基本條件。

　　獨立儲能通過實踐已經證明了其具有的巨大優勢，但如何盤活存量的配建儲能資產是擺在管理者面前的重大問題。國家發改委、國家能源局印發的《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》(發改辦運行〔2022〕475號)要求：“具備獨立計量、控制等技術條件，接入調度自動化系統可被電網監控和調度，符合相關標準規范和電力市場運營機構等有關方面要求，具有法人資格的新型儲能項目，可轉為獨立儲能，作為獨立主體參與電力市場。”根據國家要求，山東省制定了配建儲能轉獨立儲能的相關具體措施，從技術條件、安全方案、申報程序、建設驗收等方面明確了配建儲能轉獨立儲能的技術標準、操作方法和享受權利，在全國引起了很大反響。目前，華潤東營等項目正積極申請示范轉獨立，成為全國首批配建儲能轉獨立儲能的項目，為全國儲能發展探索了新的道路。

　　未來展望

　　展望未來，前景可期。創新是山東獨立儲能發展的根本動力，山東儲能已經走過規劃創新、政策創新、標準創新、安全創新階段，即將邁入新的發展階段。下一步，山東省將出臺《關于加強新型儲能入庫項目管理工作的通知》《分布式儲能支持政策》等常態化支持政策，開創分布式儲能新格局;發布《電化學儲能發電工程設計規范》《電化學儲能電站建設安全規范》《山東省建設工程消防審查驗收技術指南(電化學儲能電站)》《電化學儲能電站涉網性能技術監督管理規定》等系列標準，不斷完善新型儲能特別是獨立儲能的支撐體系，推動山東建成全國新型儲能先行區，為全國新型電力系統建設和“雙碳”目標的實現開創山東道路、貢獻山東力量。

　　本文刊載于《中國電力企業管理》2023年12期，作者系山東電力工程咨詢院山東省能源大數據中心副主任、中國能源研究會儲能專委會委員

作者：裴善鵬