文|裴善鹏
独立储能解决了配建储能无盈利模式、充放电损耗自担的问题，实现了利用小时数和设备质量的双提升，成为全国主流建设方式。
截至2023年10月中旬，山东省新型储能装机达到323万千瓦，其中独立储能236万千瓦，成为山东储能爆发式增长的“主力军”。《山东省新型储能配建转独立试点管理办法（暂行）》的发布更是引发了全国的广泛关注。
为解密山东独立储能爆发式增长的背后逻辑，笔者走访调研了亲身参与山东储能发展的各界人士，揭示山东省具体举措和储能爆发式发展的深层次原因，希望能够为全国各省份储能发展提供参考。
山东省风光资源丰富、工业发达，是全国电力装机第一大省，截至2023年8月，电力总装机达20246万千瓦，甚至超过了德国。在国家“双碳”目标的引领下，山东省新能源高速发展，“十四五”前三年新增电力装机基本为风、光新能源，以光伏为例，近5年年均增速超过30%；截至2023年8月，山东省新能源和可再生能源发电装机达到8625万千瓦，同比增长28%，占电力总装机的比重达到42.6%，同比提高5.2个百分点；到2025年，预计新能源和可再生能源发电装机突破1亿千瓦；到2030年，装机可达到1.7亿千瓦以上。然而，在新能源高速发展的态势下，其波动性给电网带来的调节压力也越来越大。目前，山东电力系统调峰资源早已消耗殆尽，火电日内启停机等非正常调峰手段已经成为常态化；一次调频资源逐渐紧张，相关辅助服务费用不断上调。目前，山东省电力调峰主要依靠直调公用煤电机组及泰安、沂蒙等抽水蓄能电站，调峰手段相对单一，且调峰能力严重不足，尤其在冬、春季供热期，约80%的煤电机组因需保障民生供热使得机组灵活性调节能力下降。灵活性高、启停响应快的燃气机组也尚未建成投运，因此，近年来，山东省弃风、弃光率分别达到了2.1%和1.5%。随着风电、光伏发电装机的持续快速增长及外电规模的持续扩大，消纳高比例可再生能源的任务也会愈发艰巨。储能是解决上述问题的有效手段，尤其是新型储能技术的异军突起为其提供了新的途径。2020年，山东省首个新能源配建储能电站——明德朝晖光伏电站配套储能投产，实现了新型储能零的突破，截至2020年底，山东省已建成6.96万千瓦配建储能，初具规模的同时，配建储能的问题也逐渐暴露出来：一是配建储能质量较差。新能源企业建设储能就是为了并网指标，在经济利益的驱使下，使用的设备质量较差，甚至使用废旧电池，消防设施更是能省则省。二是储能利用率很低。配建储能充放电没有收益，损耗的电量还需要新能源企业自己承担，同时由于设备质量较差，出于安全考虑，企业选择尽量不充放，造成设备闲置。三是建设地点不灵活。电网中有很多关键节点更需要储能，可以节省全电力系统的投资，但配建储能只能按比例与风、光同场建设，不能按需布置在最需要储能的地方，作用发挥打折扣。四是调度运用不方便。由于单个储能场站多为几千到一万千瓦，规模太小，占用电网调度资源比较严重，使用起来也比较繁琐。山东省能源主管部门很早就意识到了配建储能存在的问题，在充分调研湖南省、广东省、江苏省储能发展的基础上，提出借鉴湖南省经验，将配建储能集中布置在电网需要的关键节点、新能源共享使用，以及参与电力市场盈利的思路，要求山东电力工程咨询院、山东电力经研院等智库机构研究并测算储能需求和政策强度，组织国家电网有限公司、华能集团、华电集团、国家电投集团、三峡集团等企业积极布局独立储能项目，促进了山东省独立储能的发展。
独立储能是指具备独立计量、控制等技术条件，以独立主体身份直接与电力调度机构签订并网调度协议、由电力调度机构调度管理的储能。独立储能想要真正落地，需要建设 “四梁八柱”，如支持政策、安全体系、市场规则、标准规范等，使其能够融入电力系统的调度、安全、营销、监管体系。山东省能源局联合山东省发改委、山东省能源监管办、国网山东省电力公司，在专业咨询机构的技术支持下，省内规划、调度、营销、投资、工程各机构群策群力，构建独立储能落地的政策体系，在实践中示范多种储能技术，试验多种安全技术和机制。开展的工作可归纳为三个坚持：坚持政策引领，先行先试破题。创新出台独立储能参与电力现货市场、长时储能、配建储能转独立储能等多个“全国第一”的储能支持政策，要做到储能发展政策支撑体系全国领先；首创独立储能电站进入现货市场运行方式，创造“电量交易+容量补偿+容量租赁”收益模式，储能运行经济性要得到可靠保障；率先将储能配置比例高低作为风光资源获取的首要条件，并按照配储比例依次保障并网，储能建设积极性显著提升；推动储能示范项目建设，相关经验做法在全国能源工作会议上进行交流，成为各省市储能发展的学习样板。坚持技术创新，塑造发展优势。在独立储能的建设中坚持电化学、压缩空气、储热、制储氢等主流技术齐头并进，飞轮、液流电池、固态电池等差异化技术积极实践，多种技术路线为储能突破发展瓶颈提供了不同的解决方案；创新独立储能“自调度”交易机制，探索配建储能联合新能源进入电力现货市场，其多元商业模式为全国储能市场化运作带来了“山东示范”；把好示范项目筛选关，建立科学的评价指标体系，确保项目选得出、建得成；示范“锂电池+”模式，“锂电池+液流电池”“锂电池+固态电池”“锂电池+钠离子电池”等示范项目先后落地，用“大带小”的方式有效解决了各类新技术初期面临的经济性问题。坚持底线思维，筑牢安全防线。先后试验微粒子、大数据、阻抗谱等预警技术，全氟己酮、高压细水雾等灭火技术，压缩空气泡沫等防复燃技术，消防预警、灭火抑制、防止复燃三级电化学储能消防体系逐步形成；超前启动储能设计、生产、建设、验收、运维、管理等全过程标准制定计划，已实施2项、立项8项，标准规范体系日趋全面；搭建在线监测平台，全面开展涉网安全检测，组织专家研究储能电站安全薄弱点，预防阻止事故发生；组织全国首次电化学储能电站火灾应急演练，通过模拟实战检验应对电站火灾的防控能力，事故应急处置能力显著增强。经过三年的建设，山东省新型储能装机跃居全国第一，独立储能引领全国。目前，山东建成的独立储能示范项目亮点纷呈。华电莱城是全国首个“高压级联+集中液冷”的储能项目，高压级联大幅压缩占地18亩，集中液冷取消集装箱内分散式空调，转而采用大型机组制冷，电站效率提高4～5个百分点；三峡庆云是全国首个液冷大型储能项目，综合利用高效液冷管路流程结构和全变频自然冷却技术，电芯温差降低50%，电池寿命显著延长；济宁微山综合配置“风冷锂离子电池+液冷锂离子电池+固态电池”技术，效率提升2%～3%、辅助能耗降低20%；国家电投海阳项目示范1兆瓦/4兆瓦时液流电池技术，为长时储能政策的出台积累了宝贵的数据；肥城10兆瓦先进压缩空气储能示范项目，有效验证了先进压缩空气储能技术的可靠性、可行性，为后续300兆瓦项目建设打下了坚实的技术基础。在优质政策环境和坚强支撑体系的吸引下，华能、华电、国家电投、三峡、中核、中广核、华润等电力央企的首个百兆瓦级储能电站全部落户山东，阳光电源、远景能源、特变电工等民企巨头也将储能领域的首个试点落在山东。山东独立储能在全国率先实现了盈利，截至2023年8月，山东已经有16个独立储能项目进入电力现货市场运行。
独立储能参与电力现货市场，报量不报价，接受现货价格，可赚取电能量交易收益；还可获取山东电力现货市场特有的容量补偿费用；同时，独立储能可作为并网条件租赁给新能源，赚取容量租赁收入。目前，在山东省建设的独立储能功率均在60兆瓦及以上，连续充电时间2小时及以上。一是建设质量高。独立储能充放电有收益，为了保证运营，投资企业会选用优质设备，在安全投入上也远高于配建储能。二是设备利用率高。独立储能每天预测第二日电价，实施自调度，即自行决定第二天的充放电时段。实际数据证明，山东独立储能利用小时数是配建储能的3倍以上。三是建设地点灵活。独立储能可根据电力系统需求，在电力系统任一点建设，规模也根据需求设置，不受新能源建设地点的限制，可最大限度发挥储能作用。四是调度运用方便。独立储能规模较大，占用调度资源少，在紧急情况下调度使用更方便，还可以更有效地发挥减少旋转备用、紧急功率支撑等多重作用。在山东省已投产的新型储能项目中，相比配建储能，独立储能在装机、收益、利用率等方面实现全面领先。从装机占比看，配建储能占30%，独立储能占70%；从收益模式看，配建储能无收益模式且损耗自担，独立储能可获得新能源租赁、现货电能量交易、容量补偿三部分收益，占比分别为60%、25%和15%；从实际利用来看，2023年上半年配建储能发电利用小时数192小时，相当于每天0.5次充放，而独立储能533小时，相当于1.5次充放；从参与电力市场实际收益情况来看，山东省连续运行超过一年的储能项目有5个，大部分保持了微利。鉴于2023年储能价格已经下降了25%。若按2023年造价，取上述 5个项目2023年平均运行数据测算，项目收益较好。独立储能最大的盈利来源就是租赁，但存在的最大不确定性也是租赁。目前，山东储能租赁价格由市场定价，2023年上半年平均为每年266元/千瓦，随着储能设备价格下降，储能租赁价格也有下降的趋势。而各项目租赁比例变化与企业内部需求紧密相关，华能、华电等企业集团风光电站自有率高，租赁有保障，项目收益稳定；有的企业自有风光电站少，靠市场全部租赁出去有困难，项目盈利较差。
2023年，随着山东省独立储能政策的逐渐稳定成熟，山东省能源主管部门又开始了新一轮的政策创新，主要包括长时储能政策和配建储能转独立储能政策。2023年7月23日，山东省发布《关于支持长时储能试点应用的若干措施》，制定了全国首套长时储能支持政策。长时储能政策与山东独立储能政策框架相同，其收益仍然由电量交易、容量补偿、容量租赁三部分组成，给予的政策和调整包括：电量交易上损耗部分不缴纳输配电价和基金附加，容量补偿费用暂按其月度可用容量补偿标准的2倍执行，容量租赁上按其功率的1.2倍折算配储规模。长时储能是指连续满功率放电时间在4小时及以上的储能，是未来电力系统储能的主力军，包括但不限于压缩空气储能、液流电池储能等。长时储能单位千瓦造价较高，按照现行独立储能政策盈利比较困难，为了扶持长时储能尽早落地，打下良好的技术基础和政策基础，山东省能源主管部门出台了该政策。在政策的编制过程中，山东省以压缩空气长时储能造价、效率等指标为参考，结合山东独立储能支持政策进行了政策设计和技术经济测算，对单位瓦时造价不高于1.25元、效率不低于66%的长时储能项目有很好的支持效果，其他长时储能应逐步达到此标准。2023年8月23日，山东省发布《关于开展我省配建储能转为独立储能试点工作的通知》，建立了全国首套配建储能转独立储能的执行细则，明确了配建储能转独立储能的试点条件、申报程序及建设验收方法等内容。其中，同一地点3万千瓦及以上、改造后接入电压等级110千伏及以上是配建储能转独立储能的基本条件。独立储能通过实践已经证明了其具有的巨大优势，但如何盘活存量的配建储能资产是摆在管理者面前的重大问题。国家发改委、国家能源局印发的《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》（发改办运行〔2022〕475号）要求：“具备独立计量、控制等技术条件，接入调度自动化系统可被电网监控和调度，符合相关标准规范和电力市场运营机构等有关方面要求，具有法人资格的新型储能项目，可转为独立储能，作为独立主体参与电力市场。”根据国家要求，山东省制定了配建储能转独立储能的相关具体措施，从技术条件、安全方案、申报程序、建设验收等方面明确了配建储能转独立储能的技术标准、操作方法和享受权利，在全国引起了很大反响。目前，华润东营等项目正积极申请示范转独立，成为全国首批配建储能转独立储能的项目，为全国储能发展探索了新的道路。
展望未来，前景可期。创新是山东独立储能发展的根本动力，山东储能已经走过规划创新、政策创新、标准创新、安全创新阶段，即将迈入新的发展阶段。下一步，山东省将出台《关于加强新型储能入库项目管理工作的通知》《分布式储能支持政策》等常态化支持政策，开创分布式储能新格局；发布《电化学储能发电工程设计规范》《电化学储能电站建设安全规范》《山东省建设工程消防审查验收技术指南（电化学储能电站）》《电化学储能电站涉网性能技术监督管理规定》等系列标准，不断完善新型储能特别是独立储能的支撑体系，推动山东建成全国新型储能先行区，为全国新型电力系统建设和“双碳”目标的实现开创山东道路、贡献山东力量。注：本文作者裴善鹏系山东电力工程咨询院山东省能源大数据中心副主任、中国能源研究会储能专委会委员。
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