近期美國、德國、荷蘭、英國等國家多個風(fēng)電場儲能項目投運，與此同時，“業(yè)精于風(fēng)”的國際風(fēng)電巨頭Vestas宣布與Tesla展開風(fēng)電場儲能應(yīng)用合作。在我國風(fēng)電平價上網(wǎng)示范項目完成簽約，風(fēng)電平價上網(wǎng)探索終于邁出了實質(zhì)性步伐的背景下，本文將對風(fēng)電場儲能應(yīng)用狀況進行探討和展望。
近期國家能源局公布風(fēng)電平價上網(wǎng)示范項目名單，13個項目（總計70.7萬kW）完成簽約，風(fēng)電平價上網(wǎng)的探索終于邁出了實質(zhì)性的步伐。幾乎在同時，“業(yè)精于風(fēng)”的國際風(fēng)電巨頭Vestas走出了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要一步，宣布與Tesla展開風(fēng)電場儲能應(yīng)用合作，以求降低整體發(fā)電成本。看似毫不相關(guān)的兩個事件，背后卻都映射著同樣一個趨勢——無論國內(nèi)還是國際，風(fēng)電開始通過降低成本尋求更強的競爭力并在能源轉(zhuǎn)型中扮演更重要的角色，而儲能技術(shù)作為重要的技術(shù)支撐手段在風(fēng)電降低成本過程中被寄予了厚望。
風(fēng)電與儲能的結(jié)合早已有之，僅就國內(nèi)市場而言，從最早期的張北風(fēng)光儲輸示范項目為儲能應(yīng)用于可再生能源并網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)，到最近青海省風(fēng)電搭配儲能的開發(fā)建設(shè)政策引發(fā)風(fēng)電和儲能產(chǎn)業(yè)的一番熱議。那么，儲能之于風(fēng)電的意義何在、風(fēng)儲結(jié)合項目應(yīng)用現(xiàn)狀如何、如何推動儲能與風(fēng)電結(jié)合、產(chǎn)業(yè)發(fā)展還需要什么配套條件等一系列的問題都值得產(chǎn)業(yè)界進行深入思考和探討。
一、風(fēng)電場儲能應(yīng)用首先應(yīng)明確儲能之于風(fēng)電的價值何在
風(fēng)電既是綠色清潔的可再生能源，但也具有間歇性和波動性的特點，規(guī)模并網(wǎng)會對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行造成沖擊。儲能系統(tǒng)具有動態(tài)快速吸收能量并適時釋放的特點，能有效彌補風(fēng)電的缺點，改善風(fēng)電輸出的可控性，提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。因此，風(fēng)儲結(jié)合應(yīng)用的關(guān)鍵在于，通過合理的配置容量和適當(dāng)?shù)倪\行策略來抑制因波動性和間歇性引發(fā)的系統(tǒng)沖擊。其中前者是物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有合理的設(shè)備容量就沒有用于調(diào)節(jié)的資源；而后者是業(yè)務(wù)邏輯，沒有適當(dāng)?shù)目刂撇呗栽俣嗟馁Y源也無法發(fā)揮其作用。由此可引申出兩點結(jié)論：
1、風(fēng)電場儲能應(yīng)用應(yīng)當(dāng)注重儲能在容量和輔助服務(wù)方面的價值
風(fēng)電大規(guī)模接入使得電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)資源的需求量加大，包括調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)資源和防止系統(tǒng)癱瘓的容量資源。理論上這恰是儲能的廣闊天地，本該大有作為。然而現(xiàn)階段傳統(tǒng)電力系統(tǒng)規(guī)劃及運行體系在應(yīng)對這一新問題時，一定程度上會引發(fā)傳統(tǒng)能源與以風(fēng)電為首的可再生能源發(fā)生博弈，同時加劇發(fā)電產(chǎn)能過剩的問題。在這種情況下，儲能只好退而求其次，選擇棄電存儲這唯一技術(shù)可操作的領(lǐng)域。在這種發(fā)電側(cè)能量市場的應(yīng)用模式下，儲能在經(jīng)濟性方面的弱點被大幅放大，相當(dāng)于儲能用自己的短板換取一張入場券。試想在這種情況下儲能若要取得發(fā)展，就必須要跑贏風(fēng)電成本下降的速度，這無疑會引發(fā)儲能度電成本和風(fēng)電上網(wǎng)電價之間的博弈。這顯然是選錯了對象、走錯了方向，讓本該合作的雙方走向了對立面。
現(xiàn)階段我國集中式可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域儲能應(yīng)用仍然需要破解買單機制的問題。不論是此前產(chǎn)業(yè)界提出的建設(shè)獨立型儲能電站，還是風(fēng)電場儲能電站，并網(wǎng)后都需要作為一個節(jié)點接受調(diào)度指令，服務(wù)于電力系統(tǒng)，差別主要體現(xiàn)在投資主體和運維主體。理論上系統(tǒng)受益整個系統(tǒng)應(yīng)為此買單，但實際落實仍缺少體制機制的支撐。筆者相信只要買單機制能夠理順，很多主體都樂意在這一領(lǐng)域投資。
2、風(fēng)電場儲能應(yīng)用價值的真正體現(xiàn)，需要與精細化的風(fēng)電調(diào)度運行機制相結(jié)合
現(xiàn)階段我國部分風(fēng)電場在運營過程中仍然采用著“不限電時能發(fā)多少發(fā)多少、限電時讓發(fā)多少發(fā)多少”的粗放管理模式。與之相比，如果能夠引入調(diào)度曲線、如果能夠加強預(yù)測考核、如果能夠采用友好型風(fēng)電場優(yōu)先調(diào)度原則，將有助于風(fēng)電場儲能系統(tǒng)應(yīng)用價值得到更加充分的發(fā)揮。
如若站在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的視角來看，儲能技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了風(fēng)電滲透率和利用小時數(shù)，而且按照度電成本的計算公式還可以轉(zhuǎn)換為度電成本的下降，降本帶來的將是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)更強大的競爭力和更為活躍的市場，這是一個典型的服務(wù)即營銷的思路，而儲能恰恰又扮演了服務(wù)工具的角色。
總結(jié)來看，儲能之于風(fēng)電意義重大，不僅能夠提升風(fēng)電存量資產(chǎn)效率，還能創(chuàng)造新興市場空間。但需要承認(rèn)的是，現(xiàn)階段兩者在磨合過程中仍然存在諸多問題需加以解決。
二、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵參與方結(jié)合各自業(yè)務(wù)訴求積極推動風(fēng)電場儲能示范項目
現(xiàn)階段，國內(nèi)推動風(fēng)電場儲能應(yīng)用項目的企業(yè)主要包括電網(wǎng)下屬研究機構(gòu)、發(fā)電企業(yè)和風(fēng)電設(shè)備企業(yè)等。由于業(yè)務(wù)模式和行業(yè)位置不同，各方推動風(fēng)電場儲能應(yīng)用的形式不盡相同。
◆第一類，電網(wǎng)研究機構(gòu)布局科技示范項目。以中國電科院、華北電科院、南網(wǎng)廣東電科院為代表，開展了諸如張北風(fēng)光儲輸示范項目等技術(shù)研究、應(yīng)用示范、檢測評估等一系列工作；
◆第二類，風(fēng)電項目開發(fā)企業(yè)開展應(yīng)用探索。以國電（龍源）、華能等為代表，開展了遼寧臥牛石、和風(fēng)北鎮(zhèn)等應(yīng)用示范項目，主要目的是驗證風(fēng)儲結(jié)合技術(shù)路線，評估儲能對風(fēng)電消納的促進效果，為后續(xù)風(fēng)電開發(fā)業(yè)務(wù)積累經(jīng)驗；
◆第三類，風(fēng)電設(shè)備商布局新型服務(wù)模式。以金風(fēng)旗下的天誠同創(chuàng)為代表，在北京亦莊、江蘇大豐、寧夏嘉澤等地，利用儲能技術(shù)開展高比例可再生能源智能園區(qū)微電網(wǎng)和園區(qū)可再生能源轉(zhuǎn)型及節(jié)能服務(wù)業(yè)務(wù)，積累運行經(jīng)驗。
站在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的角度上看，上述三類企業(yè)恰好分屬產(chǎn)業(yè)鏈中的三個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即電網(wǎng)公司、風(fēng)電項目開發(fā)商和風(fēng)電整機設(shè)備商。風(fēng)電項目開發(fā)商購買風(fēng)電機組開展風(fēng)電場開發(fā)和運營、電網(wǎng)公司購買并網(wǎng)風(fēng)電機組所發(fā)出的電力，這正是整個風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中實現(xiàn)價值轉(zhuǎn)換的至關(guān)重要的一段。對于電網(wǎng)公司，儲能系統(tǒng)可以減輕風(fēng)電接入引發(fā)的系統(tǒng)影響；對于風(fēng)電項目開發(fā)商，借助儲能可以提高風(fēng)電項目可利用率、降低度電成本、提高市場競爭優(yōu)勢；對于風(fēng)電整機設(shè)備商，依托儲能開展服務(wù)布局尋求新的增值服務(wù)，讓業(yè)主受益的同時也提升自身產(chǎn)品的市場競爭力。
總結(jié)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵參與方都對儲能應(yīng)用有著明確的訴求，各方從自身業(yè)務(wù)領(lǐng)域和服務(wù)目的出發(fā)，都在積極探索和挖掘儲能的多重應(yīng)用價值。
三、近期海外風(fēng)電場儲能項目快速部署，儲能系統(tǒng)參與電力市場獲取應(yīng)用收益
根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）研究部對全球儲能項目的持續(xù)跟蹤，發(fā)現(xiàn)國外風(fēng)電場儲能項目呈現(xiàn)出快速部署的態(tài)勢，典型項目主要包括：
◆E.ON、GreensmithEnergy和PrimorisRenewableEnergy合作在美國德州開發(fā)建設(shè)20MW風(fēng)電場儲能項目，將向ERCOT提供輔助服務(wù)；
◆DongEnergy和ABB合作在英國開發(fā)2MW海上風(fēng)電場儲能項目，將為英國電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)；
◆DeepwaterWind和Tesla合作在美國馬薩諸塞州開發(fā)40MW海上風(fēng)電場儲能項目，主要提供容量服務(wù)和輔助服務(wù)。
◆Alfen在荷蘭開發(fā)了1MWh風(fēng)電場儲能項目，將會參與電力市場交易，提供輔助服務(wù)和容量服務(wù)等；
◆Vattenfall利用寶馬的i3電動汽車的電池系統(tǒng)（共計超過33MWh）在威爾士開展風(fēng)電場儲能項目，將為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)。
分析國外風(fēng)電場儲能應(yīng)用項目可以看出，推動項目落地的企業(yè)主要集中在大型能源企業(yè)、可再生能源項目開發(fā)商、電網(wǎng)運營商等；儲能在風(fēng)電場中的應(yīng)用收益主要來自于參與輔助服務(wù)市場和容量市場。此外，海上風(fēng)電場和動力電池系統(tǒng)也開始逐漸成為風(fēng)儲結(jié)合項目的熱點研究領(lǐng)域。儲能在上述項目中所體現(xiàn)的應(yīng)用價值也支撐了筆者在前文中所提到的觀點。
國外風(fēng)電場儲能項目的經(jīng)驗表明，風(fēng)儲結(jié)合應(yīng)用有賴靈活、健全的市場機制，讓風(fēng)電場能夠?qū)崟r參與到市場競爭中去，同時通過市場把系統(tǒng)的需求釋放出來，各路資源能夠結(jié)合自身特性響應(yīng)需求獲得回報，進而促使整個系統(tǒng)不斷優(yōu)化和高效。