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为了实现碳达峰与碳中和，必须积极发展可再生能源。减少化石能源使用，将电力系统转型为以可再生能源为主，这一过程对各国都充满挑战。储能能够平抑可再生能源的波动、取代化石能源为系统提供灵活性资源，被视为这一转型过程中的关键技术。目前，储能技术已经进入商业化早期，对储能的支持也被纳入各国的能源政策之中，如何利
为了实现碳达峰与碳中和，必须积极发展可再生能源。减少化石能源使用，将电力系统转型为以可再生能源为主，这一过程对各国都充满挑战。储能能够平抑可再生能源的波动、取代化石能源为系统提供灵活性资源，被视为这一转型过程中的关键技术。目前，储能技术已经进入商业化早期，对储能的支持也被纳入各国的能源政策之中，如何利用储能支持电力系统加速脱碳，是不同国家面对的共同问题。 本文以英国、美国和韩国为样本，介绍三国储能政策的制定、实施和特点，为中国储能政策与产业发展提供参照。英国和美国的共同点在于，两国都拥有成熟的电力市场，都通过完善电力市场的规则为储能提供市场竞争的机会。英美两国也是中国储能产品重要的海外市场。韩国与中国同处亚洲，惯于使用产业政策刺激经济增长，韩国对储能提供过强力支持，但效果不佳。美国视中国为战略竞争对手，中国企业又在全球锂电市场中与日韩企业激烈竞争。储能产业的发展始终处在国与国之间、企业与企业之间的竞争与合作之中。 英国：持续改革电力市场 2021年，由中国电力央企华能主导的门迪电池储能项目在英国西南部的威尔特郡投运。这个项目装机容量为99.8MW，是目前欧洲最大的单体电池储能电站。项目投资方是华能与国有投资基金公司国新国际，华能同时负责建设和运营。 在华能进入英国的同时，英国在建和规划的储能项目正在不断增长，众多投资者从英国的电力市场中看到了商业机遇。 根据英国官方公布的数据，目前英国约有4GW储能电站，其中3GW是抽水蓄能，1GW是锂电池储能。在建和规划中的储能规模达到10GW，其中8GW是电池储能，2GW是抽水蓄能。 以市场吸引投资者 在英国市场，储能电站可以通过多种方式获利。储能电站可以参与电力现货市场，或是在场外签署中长期购售电协议，也可以通过平衡服务市场为电网提供调频、备用、功率支撑和黑启动等多种辅助服务。在服务内容不相冲突的前提下，储能可以同时提供多种辅助服务，收益可以叠加。 门迪项目就充分利用了英国电力市场为储能创造的交易空间。2020年初，华能香港公司、国新国际与壳牌欧洲能源公司签署了具有保底性质的购售电协议。有了这份协议，投资企业获得了保底收入，壳牌旗下的虚拟电厂公司Limejump则可以调度门迪储能电站，通过虚拟电厂技术获得最大化市场收益。 Limejump在其官网披露，门迪储能电站将首先参与到英国国家电网2020年新推出的动态遏制（Dynamic Containment）市场，同时也将参与平衡机制和容量市场。动态遏制是一种故障后调频服务，用在需求突然下降或供应激增的情况下保障电网频率保持稳定，目前在同类频率响应服务中价格最高。英国国家电网披露的数据显示，现阶段参与动态遏制这个市场的都是电池储能。 根据Limejump的介绍，目前动态遏制的市场规模为900MW，而门迪项目就占100MW，由于这个市场上的资源数量低于电网需求，电池储能总是能够以天花板价格（17 英镑/兆瓦/小时）出清。不过，Limejump预计，这种情况不会长期持续，后续进入的储能项目将会压低这个市场的价格。同样的趋势也曾出现在英国调频市场的其他交易品种上。 在管理上，英国将储能电站视为发电设施，与常规电厂一样实行牌照管理制度。英国监管机构天然气电力市场办公室（Ofgem）已经明确规定，输电系统运营商和配电网络运营商不可以拥有和运营储能设施，仅有少数情况例外。 对于储能产业的发展，英国政府和监管机构的发力方向是减少既有的政策阻碍。例如，所有50MW及以上储能项目过去都要纳入到国家重大基础设施项目范畴，由中央政府审批。从2020年开始，这些项目只需由地方政府审批即可，程序得以简化。 电力市场的门槛也在下降。为了获得更多灵活性资源，平衡机制市场最低参与门槛已经从100MW降低到1MW，这使得更多小规模的储能设施和聚合商能够参与其中。聚合商指的是把分散在用户端的可调节负荷集合起来参与需求响应等交易的市场主体。容量市场拍卖的最低门槛也降低到1MW，而且目前容量市场减少了对需求侧响应资源的限制，允许其申请参与竞拍期限更长的协议，最长为15年。 在全国市场之外，配网层面的地方灵活性市场也在发展之中。由于越来越多的分布式发电正在接入配电网，终端用户也拥有了更多家庭储能、电供热或电动汽车等设备，配网运行也面临着新的压力。因此，配网运营商正在探索在配网层面建立市场，以充分利用当地的灵活性资源。尽管还不常见，但配网层面也出现了聚合商。例如，一家名为Kaluza的公司就通过聚合智能充电桩和家用储能等设施为西部电力配网公司（Western Power Distribution）提供灵活性服务。 挖掘灵活性潜力 站在投资者的角度看，英国市场是具有吸引力的。但对于政策制定者来说，之所以这样做，是因为英国电力系统面临的挑战是严峻的。 2021年4月，英国政府宣布了新的减排目标：到2035年碳排放比1990年排放水平降低78%，到2050年实现温室气体净零排放。这比此前碳排放量在2030年减少68%的目标有所提高。 为了实现减排目标，英国计划采取多方面的措施，其中包括到2030年终止销售燃油汽车，到2035年所有新的小汽车和货车都实现零排放，到2028年每年部署60万电热泵以取代化石能源供热系统等。在电力领域，英国将在2025年关闭所有燃煤电站，并计划到2030年建成40GW海上风电。 在化石能源不断减少的英国电力系统中，灵活性资源也变得越发稀缺。2019年8月9日，英国发生大停电，暴露其备用容量和调频资源不足的问题。2021年1月，受低温、风电出力低迷的影响，英国平衡市场价格暴涨到4000英镑/兆瓦时的高位。据eo此前报道，英国电网曾发表声明称，“电力系统的转动惯量在下降，需要更多的调频辅助服务。” 为了应对这一趋势，英国政府商务能源与产业战略部（BEIS）与Ofgem共同制定了《智能系统和灵活性规划》。这份规划系统梳理了英国在提升电力系统灵活性和智能化水平方面的既有政策，并指出了未来的政策目标，储能正是其中的重要内容。 《智能系统和灵活性规划》最早在2017年推出，后来经过一次更新，2021年英国政府调整减排目标后，BEIS和Ofgem在7月发布了最新的《智能系统和灵活性规划2021》。 根据这份规划的测算，为了保证能源安全，同时保证以有经济性的方式接入高比例可再生能源发电，低碳灵活性容量在2030年应达到30GW，2050年应达到60GW。如果达不到这个目标，英国可能要建更多的化石能源发电才能保证能源安全。 《智能系统和灵活性规划2021》中的政策内容涉及提升电力消费者的灵活性、破除储能与跨境联网的政策阻碍、改革电力市场和推动数字化等四个方面。对于储能，英国政府和监管机构的核心思路是，调整现有政策中不适宜储能发展的部分，并在现有的监管框架下对电力市场进行改革，通过价格信号来引导储能投资。 平衡服务市场中的交易品种正在发生变化，前文所提及的门迪储能项目所参与的动态遏制市场正是改革的产物。调频服务过去通常以周或者月为周期组织竞拍，现在则转向寻求接近于实时的调频服务，以更好地利用系统中的快速响应资源。除了动态遏制，还有其他两种调频品种将在未来三年内推出。作为输电网运营商，英国国家电网设计了一整套改革调频和备用辅助服务的改革计划，一个单独为调频和备用设计的日前市场也正在酝酿之中。这对于反应灵敏的电池储能技术来说是利好消息。 容量市场也在考虑抽水蓄能电站的参与。根据现行规则，容量市场从拍卖到交付的最长时间通常是4年，而抽水蓄能电站的建设周期往往不止于此。因此在抽水蓄能电站开工时，投资者还无法得到容量市场合约。英国政策制定者认为，这为项目融资增加了难度。英国政府正在考虑调整容量市场的设计，以使抽水蓄能这样建设周期较长的储能电站也能参与进来。不过这一改革仍处在政策评估阶段，政策制定者尚未明确改革的具体内容。 抽水蓄能以外的长时储能技术目前还处于商业化早期，一些创新项目可以获得财政支持。对于大容量长时储能技术在电力系统中将扮演何种角色，英国政府仍在考虑之中。2021年7月，商务能源与产业战略部发布了名为“促进大规模和长时电力储能的部署：呼吁证据”的政策讨论文件，初步展示了主管部门对于大容量长时储能技术的政策考量。 这份文件暂时将大容量长时储能定义为规模100MW以上、能持续工作4小时的储能技术。在这份文件中，商务能源与产业战略部认为，由于前期成本高，建设周期长，现金流难以预测，缺乏历史业绩，大容量长时储能目前还缺乏投资吸引力，市场目前更看重短时储能，让电池一天循环多次。尽管承认电力系统需要储能发挥跨日跨月的作用，但商务能源与产业战略部对市场干预非常谨慎，仍然希望通过价格信号来引导投资，以便于各类长时储能技术在竞争中向前发展。 |
