12月1日，2022第七屆中國儲能西部論壇成功舉辦。論壇以“大規(guī)模新能源應用與儲能協(xié)同發(fā)展機制研討”為主題，圍繞儲能應用、關鍵技術、市場機制等方面，共同探討了西部儲能發(fā)展問題，推動儲能在大規(guī)模新能源領域的健康發(fā)展。
清華大學教授夏清在主旨報告環(huán)節(jié)，發(fā)表了題為《激勵新能源和儲能協(xié)同發(fā)展的機制設計》的精彩演講。他表示，新型電力系統(tǒng)是以新能源、電網(wǎng)、儲能、主動負荷重構能源系統(tǒng)，只有滿足激勵相容的機制，才能激活各環(huán)節(jié)的活力，激發(fā)源網(wǎng)荷儲高效精準的互動，激勵新能源與儲能協(xié)同發(fā)展。
他認為，在以新能源為主的電力市場體系中，電力現(xiàn)貨市場可以精細刻畫每一時段的電能價值，以分時容量電價度量儲能的價值，進而激勵新能源與儲能協(xié)同發(fā)展。
以下為夏清教授發(fā)言實錄：
雙碳目標下，新能源爆發(fā)式增長，將重構電力系統(tǒng)物理形態(tài)。具體到儲能行業(yè)，我們現(xiàn)在需要多時空尺度儲能體系，按照時間尺度：短期儲能（平抑電力不平衡）和長期儲能（平抑能量不平衡）；按照空間尺度：電源側儲能（調峰、調頻）、電網(wǎng)側儲能（延緩電網(wǎng)投資）、用戶側儲能（需求側響應），將來儲能是無處不在的。
之所以這樣說，是因為要解決好兩個不平衡問題，要把能量像海綿吸水一樣的吸引在電網(wǎng)的每一個角落，隨時支撐著電網(wǎng)的供需平衡，解決空間和時間上的不平衡，所以儲能將重構電力系統(tǒng)。
然而，當講到技術和產業(yè)時，往往又不能忽視一個重要的話題——機制體制。制度經(jīng)濟學里的核心思想是：所有的創(chuàng)新都是結果，而制度是創(chuàng)新的源泉和動力。為什么是動力呢？因為機制使得所有的技術的價值得以全面的發(fā)揮了。
那我們有機制嗎？有?，F(xiàn)在中國的電力市場建設已經(jīng)如火如荼全面開展了。從年度、月度、周、日、實時等形成了一個持續(xù)遞進的新型市場體系。有現(xiàn)貨市場，日前日內實時輔助服務市場夠嗎？有什么新的問題嗎？這里引出了第二個話題，當前電力市場體系存在著什么樣的問題？特別是在高比例新能源的體制下存在怎樣的問題？這樣的體制，對儲能價值的發(fā)現(xiàn)又存在什么樣的問題？我在呼吁各界要重視這個問題。
為了說明這個問題，先回顧電力現(xiàn)貨市場的一個基本的原理。如下圖所示，新能源、水電、火電都有報價，這些報價會形成在某一個時段里的排序，最后形成了粉紅色的火電，最后一個滿足系統(tǒng)負荷的基礎報價就成為這個時段的邊際價格。這樣的邊際價格對新能源就開始定價了，因為火電是有變動成本的，所以此時所有的新能源都是價格的接受者，這就是現(xiàn)貨市場的最精髓之處。
當新能源比例高到一定程度時，主要帶來以下幾個挑戰(zhàn)：
第一，現(xiàn)貨市場價格信號“消失”，靈活調節(jié)資源不足。因為火電是有變動成本的，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，失去了邊際電價定價功能，這時要靠什么來定分時電價？
第二，容量定價困難。新能源的有效容量是逐日逐時逐地變動著的，不像火電，想要新容量時就能夠頂上。而新能源是動態(tài)變化的，想要時不一定有，所以容量電價如何定也是一個難題，即缺乏對新能源固定成本的定價機制。
第三，新能源消納成本分攤呼喚公平合理的機制。有人說新能源是非常好的清潔能源，沒有外部成本，其實它雖然沒有碳排放的外部成本，但它有系統(tǒng)為此提供靈活性而產生的巨大的調劑成本?，F(xiàn)在關鍵的問題是這一成本由誰來承擔？不同的新能源裝儲能與不裝儲能，系統(tǒng)為他付出的成本是不一樣的，用戶也是如此，裝儲能，不裝儲能，曲線波動性是不一樣的。所以它的成本怎樣公平的分攤給所有的用戶以及所有的新能源？我們呼喚有一種價值的度量，對儲能進行價值肯定。
我國儲能正在高歌猛進的發(fā)展，但是下一步如何讓儲能產業(yè)健康的高質量發(fā)展？用什么的機制讓儲能運行起來又創(chuàng)造價值呢？這就引出下一個話題——現(xiàn)在的儲能政策到底面臨著怎樣的難題：
1、新能源企業(yè)配比儲能，加重企業(yè)經(jīng)營負擔。
2、儲能充放電量安排與新能源企業(yè)利益直接相關，調度的公平性監(jiān)管難度大。
3、迫切需要市場機制度量儲能的價值。
有人說，現(xiàn)在不是有峰谷電價嗎？但現(xiàn)行峰、平、谷電價是固定的，難以反映真實供需關系。并且峰、平、谷時段固定，無法準確反映新能源出力的時序波動。
當價格不能反映供求關系變化時，怎樣讓新能源這種資源造成的稀缺性和儲能在此時發(fā)揮的作用如何體現(xiàn)？只有電力現(xiàn)貨市場才能精細刻畫每一時段的電能價值。我們希望現(xiàn)在的機制具有這樣的功能：
1、日前市場分時的價格信號能夠激勵儲能、需求側響應、調峰資源的交易行為，激勵電化學儲能平抑新能源發(fā)電短時間尺度的波動性、跟蹤負荷的時變性；
2、實時市場的尖峰電建能夠能夠激勵儲能套利行為和需求側動態(tài)響應；
3、調頻市場的價格信號能夠激勵儲能以更快速的方式確保更細時間尺度內的電力供需平衡。
這三個方面將徹底改變未來的調度方式，未來的電網(wǎng)將是源-網(wǎng)-荷-儲，儲能將成為一個重要的環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)的價值功能被發(fā)揮出來就需要體制機制，好在現(xiàn)在現(xiàn)貨市場一些文件已經(jīng)出來，這些方面也產生了一些悄然變化。
新能源比例越來越高，到底怎么樣運行這個系統(tǒng)？我們提出了以新能源為主的新型電力市場體系的構想，要把新能源單獨進行組織一個市場交易品種，把所有的其他的為新能源配合的叫做靈活性市場，還有一個是綠色證書市場。
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，一個是正的外部成本，一個是負的外部成本，一個是以固定成本為主，一個是以燃料為主，運行成本為主。
那么在這個市場里用戶怎么參與？所有市場成員都是在以基于多市場均衡的理論，在不同的市場里進行著選擇，這種選擇促進了這幾個市場的協(xié)同發(fā)展。新能源和非新能源的市場，怎么去切換，靠的是用戶的選擇。今天我想畫龍點睛說一句：市場的本質精髓在于一定要把選擇的權利交給用戶。由于用戶逐利的行為，選擇的行為，使各個市場之間在進行了全成本的一種均衡的過程。
新能源的日前市場到底怎么做？基于新能源固定成本時序分攤的分時容量定價機制。用戶自己知道應該怎樣主動把成本分攤到每天，分攤到每天以后，根據(jù)供求關負荷曲線的供求關系，再分到每一個時，這就是通過競爭與剛才傳統(tǒng)的現(xiàn)貨市場對稱的形成了各時段的分時的容量電價。這里關鍵詞叫分時的容量電價，過去叫分時電價，現(xiàn)在加了容量電價，因為新能源都是實時變化的，這樣出力以后，分析容量電價，這是最寶貴的價格信號，它給出了對儲能在不同時刻的價值度量。沒有每個時段的分時電價，很難對儲物進行定價過程。
基于新能源固定成本分攤的競爭性容量定價機制。如圖，新能源1正向調峰獲益比較多，而新能源2反向調峰獲益就少，這其中有一種價格在激勵新能源裝儲能。
其機制有效性分析（1）發(fā)現(xiàn)新能源差異化容量價值，引導靈活性資源投資。以分時容量電價度量儲能的價值，進而激勵新能源與儲能協(xié)同發(fā)展。市場最本質的是，總是以價格信號去引導做什么，這就是市場真正的魅力和資源優(yōu)化配置水平的高效所在。（2）分時容量電價能夠激勵用戶提升儲能需求側響應的能力，用戶用電成本高激發(fā)用戶投資儲能，削峰填谷。為什么國外用戶側儲能大幅發(fā)展，因為始終用價格信號引導著荷源的發(fā)電、用電的行為，使其在源荷這個空間上變得更加匹配，這就是制度偉大的力量所在。
再談談靈活性資源的市場機制設計。以市場方式發(fā)現(xiàn)靈活性資源的價值，首先讓用戶選擇用綠電，不平衡的的部分就交給靈活性市場。在靈活性市場里，各種靈活的火電、抽水蓄能、虛擬電廠等都充分去競爭，形成一個市場供求曲線，其分時價格也就這樣形成了。
于是在用戶靈活性日前市場上可以進行這樣的分攤。即誰產生的成本誰去承擔，比如新能源的預測偏差，誰的偏差越大誰就承擔更多成本，這符合經(jīng)濟學原理。如果不讓其承擔應有的成本，就會導致資源優(yōu)化配置的錯配，產生一個很糟糕的問題，叫“搭車現(xiàn)象”。
當既有了價格機制，又有了成本分攤，儲能也逐漸找到價值定位。這樣新能源和儲能才能像一對孿生姐妹一樣共同發(fā)展。
我們希望未來的市場機制達到這樣一個最高境界，將激勵源網(wǎng)荷儲的協(xié)同運行的一種新模式：在發(fā)電側，負荷側分布式地安裝儲能，“熨平”新能源出力和負荷曲線，將系統(tǒng)電力平衡轉變?yōu)殡娏科胶?，減少為滿足尖峰負荷投資的輸電線路。
最后總結，新型的電力系統(tǒng)是以新能源、電網(wǎng)、儲能、主動負荷重構能源系統(tǒng)，只有滿足激勵相容的機制，才能激勵各個環(huán)節(jié)的活力，激發(fā)源網(wǎng)荷儲高效精準的互動，激勵新能源與儲能的協(xié)同發(fā)展。
