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為增加收入 歐洲儲能利益相關者需要對系統應用模式進行轉型

作者:劉伯洵 來源:中國儲能網 發布時間:2020-11-16 瀏覽:
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中國儲能網訊:調研機構Clean Horizon公司市場分析師Naim El Chami在日前發布的一份研究報告中指出,儲能系統在歐洲各國的應用通常用于平衡電網,并將其限制在此類應用或被視為可再生能源發電資產的一種輔助設備。但是,隨著市場價格的下降和增加新的收入來源,利益相關者需要使儲能系統應用模式進行轉型。

在過去的十年中,歐洲儲能市場得到顯著增長。從2010年的9MW迅速增長到2020年5.7GW。在這些儲能項目中,正在運營的儲能系統裝機容量約為1.7GW,而其余4GW的儲能系統正在部署或已經簽署合同計劃部署(如圖1所示)。

這些儲能系統的應用主要由頻率控制為主。然而,隨著出現新的收入來源和市場價格的下降,這種情況正在發生變化。

圖1. 截至2020年8月,按部署情況劃分的歐洲大型儲能項目

頻率控制市場的興衰

由于可觀的收入和電池等新技術的普及,歐洲頻率控制市場在儲能應用中發揮了重要作用。實際上,由于電池具有快速響應能力,因此電池儲能系統非常適合用于電網的頻率控制,并且電網運營商愿意向儲能資產支付報酬(以歐元/MW/h的價格支付),以確保電力系統的彈性。

西歐的多個國家已經在一個公共交易平臺上采購了裝機容量為3GW用于頻率控制(FCR)的儲能系統。目前的頻率控制(FCR)拍賣每天都在進行,其中包括德國(603MW)、法國(561MW)、荷蘭(74MW)、瑞士(68MW)、奧地利(62MW)、比利時(47MW),而丹麥(DK130MW)、西班牙(275MW)和波蘭(168MW)也將很快加入這個平臺中。目前,已經有裝機容量為477MW電池儲能系統提供這項服務(其中87%位于德國),另外還有裝機容量為209MW電池儲能系統正在部署中。

對于這些國家來說,用于頻率控制的儲能部署量是根據輸電系統運營商(TSO)的要求和過去幾年的市場需求決定的,并且采購目標都有所不同。但根據規定,每個國家30%的儲能容量必須來自國內,并且向其他頻率控制(FCR)成員的出口上限不得超過100MW。

但是,歐洲頻率控制市場的收入從2015年的平均26歐元/MW/h 和2017年的18歐元//MW/h 下降到2020年初的5歐元//MW/h。在此以后,該市場不再能夠證明儲能系統的經濟可行性,需要獲得新的收入來源。

圖2. 歐洲大型儲能系統最常見的應用

圖3. 頻率控制(FCR)拍賣時間表

頻率控制(FCR)價格下跌對儲能系統的影響

用于頻率控制(FCR)的儲能系統拍賣活動在Regelleistung平臺上進行。在2019年7月之前,這些拍賣通常每周進行一次,而現在改為每天進行一次。原來的拍賣模型是讓投標者“猜測”投標價格,但這無法代表頻率控制(FCR)儲能系統帶來的實際價值。

另一變化發生在2020年7月1日,因為頻率控制(FCR)拍賣的時間表再次改變:市場參與者不再競拍24小時的產品,現在每天可以6次競拍4小時的交貨期。這種演變為市場參與者提供了更大的靈活性,使他們能夠在同一天內參與其他市場并使收入來源多樣化。因此,由于頻率控制(FCR)價格可能會反映市場狀況(白天價格較高,夜間價格較低),因此提高市場透明度。

在圖4中可以看到這種演變,它代表了過去三年中的頻率控制(FCR)邊際價格。頻率控制(FCR)市場收入急劇下降,因為其價格從2017年的平均18歐元//MW/h下降至2020年初的5歐元//MW/h。這種價格下跌使新市場的發展更加迅速,對于確保儲能系統通過多種收入來源實現項目可行性至關重要。

圖4. 過去三年頻率控制(FCR)邊際價格的演變(歐元/MW/h)

導致價格下降的原因之一是電池儲能系統的大量使用:裝機容量約為477MW的電池儲能系統提供頻率控制(FCR)服務,由于頻率控制(FCR)設置的邊際價格較低,因此電池在這個市場上比任何其他參與者都更具競爭力。這種影響在多個案例中都有體現。

Clean Horizon公司的分析表明,增加裝機容量為100MW電池儲能系統的部署可能導致頻率控制(FCR)收入下降18%。因此,需要整合其他儲能系統份額來重新進行頻率控制(FCR)拍賣。

如上所述,頻率控制市場必須應對這種價格波動,以便為儲能資產所有者提供額外的靈活性,以便他們可以利用新的和額外的收入流,同時確保儲能項目的可行性。

在平衡市場套利

頻率控制(FCR)拍賣時間表在2020年7月之后的變化將使儲能系統在一天內的拍賣活動多樣化。在法國,將至少提供其他兩個輔助服務:根據法國能源管理委員會(CRE)的建議,電網平衡市場應在2020年底之前向獨立部署儲系統開放;法國二級儲備(aFRR)市場有望在2021年中期之前向儲能系統開放,從而為儲能系統創造新的收入來源。

就平衡市場上的套利而言,法國、德國等多個歐洲國家的不平衡管理結構非常相似。輸電系統運營商(TSO)可以通過兩種機制調節電力系統平衡:平衡結算(事前)和不平衡結算(事后)。

提供不平衡管理服務的資產可以通過提供第三方備用電原服務(平衡市場)來獲得收入,也可以通過平衡電力系統獲得收入,以便從隨后的結算價格中獲利。在這兩種情況下,其獲得的收入取決于預測能力和市場靈活性。

使電網投資延期

在電力需求峰值期間,流經輸配電網的電力可能會超過電網的負荷能力,并導致電網阻塞問題。電力系統運營商在以往是通過投資新建輸配電資產等傳統做法解決這一問題,以提高初始承載能力。然而,當此類事件偶爾發生且持續時間有限時,加強電網網絡的投資似乎不是最佳解決方案。

部署在電網擁塞點的儲能系統可以作為“虛擬電力線路”(也稱為非線路替代方案)來提高電力系統的性能,而無需過度建設輸電系統和配電系統,這些“虛擬電力線路”作為額外的電力通道,在需要時提供額外的容量,以確保電力系統可靠性和冗余性。因此,電力系統運營商可以獲得準確的儲能容量,以滿足其需求預測,并應對突發事件。此外,由于電網擴建或電力線路改造可能需要長達7年(或更長)的時間才能獲得批準和建造,而大規模電池儲能系統可在兩年內部署并投入使用。因此,部署電池儲能系統不會像新建輸電線路面臨苛刻的許可程序。

歐洲國家需要采用多種積極方法,因此對于部署儲能系統作為非線纜替代解決方案表現出極大興趣。

在法國,輸電系統運營商RTE公司和配電系統運營商Enedis公司都開始嘗試渭地非線纜替代方案,例如用于管理電網擁塞的電池儲能系統。RTE公司在2017年開始部署RINGO電池儲能項目,該項目涉及部署三個電池儲能系統,總計32MW/98MWh,并將在2021年開通運營之后進行電網擁塞管理。但是根據歐洲法規,電力系統運營商不得參與能源市場。因此,RTE公司建議實施特定的操作協議:在任何時候,三個電池儲能系統的凈能量平衡都必須為零。也就是說,在一個電池儲能系統放電的同時,必須給其他電池儲能系統充電。RTE公司計劃在完成試點之后出售這些“虛擬線路”資產,并與第三方簽約從2024年開始提供所需的靈活性服務。

關鍵字:儲能市場 儲能項目

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