社區(qū)儲(chǔ)能項(xiàng)目：集合多種用戶端資源 降低電網(wǎng)成本 減輕用戶支出

　　能源存儲(chǔ)是當(dāng)今電力行業(yè)最熱門的話題之一。隨著電池成本的下降，許多市場(chǎng)參與者逐漸發(fā)現(xiàn)， 儲(chǔ)能技術(shù)在降低電網(wǎng)成本方面蘊(yùn)藏巨大潛力，進(jìn)而瞄準(zhǔn)了這個(gè)即將蓬勃發(fā)展的數(shù)十億美元級(jí)市場(chǎng)。雖然各大媒體的頭條都被特斯拉及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手占據(jù)，但值得注意的是：除了電池，能源存儲(chǔ)還有很多其他方式，并且儲(chǔ)能技術(shù)可以通過(guò)多種方式進(jìn)入電力市場(chǎng)。

　　最近，行業(yè)利益相關(guān)方聯(lián)合發(fā)起了一項(xiàng)很有前景的社區(qū)儲(chǔ)能新計(jì)劃，旨在向全美各地的電力公司推廣“社區(qū)儲(chǔ)能”概念。社區(qū)儲(chǔ)能項(xiàng)目讓電力公司集合如熱水器、電動(dòng)汽車和電池等電表后端和用戶端資源，為電網(wǎng)提供服務(wù)。這些項(xiàng)目能夠幫助降低電網(wǎng)維護(hù)和升級(jí)的成本以及減輕用戶本身的電費(fèi)支出。

　　能源存儲(chǔ)能夠提供多方面的價(jià)值

　　社區(qū)儲(chǔ)能項(xiàng)目采用分布式能源存儲(chǔ)方式，能夠?yàn)橛脩?、電力公司以及整個(gè)電網(wǎng)提供多種服務(wù)。落基山研究所2015年的《電池儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)》報(bào)告整編了儲(chǔ)能技術(shù)可以帶來(lái)的13種不同價(jià)值，包括為獨(dú)棟家庭住房提供備用電力，降低電力公司峰值負(fù)荷以及在區(qū)域規(guī)模下平衡能源供需等。

　　這些服務(wù)的提供需要有基礎(chǔ)設(shè)施，無(wú)論是電池還是諸如電廠、輸電線路和變電站等傳統(tǒng)設(shè)施。但無(wú)論采用何種方式，電網(wǎng)的維護(hù)都會(huì)產(chǎn)生成本。為了提高穩(wěn)定性并滿足不斷增長(zhǎng)的峰值負(fù)荷，美國(guó)各電力公司每年在新電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和系統(tǒng)升級(jí)方面的投入高達(dá)1000億美元。隨著電池成本持續(xù)降低，電力公司和能源存儲(chǔ)公司逐漸發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能技術(shù)所具備的成本效益，并開(kāi)始希望用其抵消部分傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施方面的支出。

　　能源存儲(chǔ)有多種形式

　　電池或許是最普遍的能源存儲(chǔ)方式， 而且其成本已經(jīng)大幅降低，但仍然需要相當(dāng)?shù)馁Y金成本以及獲得必要許可和安裝調(diào)試所消耗的時(shí)間成本。

　　其實(shí)，除了專用電池系統(tǒng)外，還有其它成本更低的能源存儲(chǔ)方式可供選擇。在《需求彈性的經(jīng)濟(jì)性分析》報(bào)告中，落基山研究所發(fā)現(xiàn)在不影響使用電網(wǎng)服務(wù)的前提下，人們可以改變用電設(shè)備從電網(wǎng)獲取電能的時(shí)間。通過(guò)這一改變，包括熱水器、空調(diào)、電動(dòng)汽車等在內(nèi)的用電設(shè)備都能夠以極低的成本和極大的規(guī)模為電網(wǎng)提供虛擬能源存儲(chǔ)服務(wù)。

　　這個(gè)規(guī)模有多大？以家用熱水器為例。據(jù)2009年統(tǒng)計(jì)顯示，全美大約有4700萬(wàn)家庭使用電熱水器。假設(shè)熱水器的平均容量是40加侖，經(jīng)過(guò)加熱溫度升高到60華氏度，那么全美熱水器的能量存儲(chǔ)量就相當(dāng)于270 GWh。換言之，全美家用熱水器的儲(chǔ)能能力相當(dāng)于當(dāng)前全美電池儲(chǔ)能市場(chǎng)的150倍以上（2016年初全美電池儲(chǔ)能容量約為1.5 GWh）。此外，熱水器儲(chǔ)能的成本極低。根據(jù)我們的研究，只需在出廠前為熱水器額外安裝價(jià)值幾美元的零部件，就能實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的信息交互并接受其控制。

　　“社區(qū)儲(chǔ)能”能夠使需求彈性規(guī)?；?/strong>

　　在認(rèn)識(shí)到了諸如熱水器等儲(chǔ)能資源的規(guī)模和它們能夠向電網(wǎng)提供的各種服務(wù)后，電力公司越來(lái)越希望利用這種價(jià)值并將其規(guī)?；榱藢?shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，眾多不同領(lǐng)域的行業(yè)利益相關(guān)方在2016年初發(fā)起了社區(qū)儲(chǔ)能計(jì)劃。

　　社區(qū)儲(chǔ)能計(jì)劃專門為電力合作社推廣需求彈性一類項(xiàng)目。由于電力合作社是由其成員所有，因此，用戶可以直接享受成本降低效益。此外，電力合作社主要服務(wù)鄉(xiāng)村地區(qū)，那里有更多適合電網(wǎng)集中控制的電熱水器（鄉(xiāng)村地區(qū)通常缺乏天然氣資源）。對(duì)美國(guó)中西部和西部地區(qū)的電力合作社來(lái)說(shuō)，由電力公司贊助的電表后端儲(chǔ)能設(shè)備的推廣項(xiàng)目會(huì)更有意義，因?yàn)槊绹?guó)其它成功推廣能源存儲(chǔ)的能源市場(chǎng)無(wú)法服務(wù)于這些區(qū)域。

　　該計(jì)劃受到不同領(lǐng)域利益相關(guān)方的支持，這表明社區(qū)儲(chǔ)能具有廣泛吸引力。其贊助機(jī)構(gòu)包括：

　　美國(guó)國(guó)家鄉(xiāng)間電力公司協(xié)會(huì)（NRECA），一家電力公司協(xié)會(huì)。電力公司發(fā)現(xiàn)，利用用戶家中已經(jīng)存在的儲(chǔ)能設(shè)施，能夠帶來(lái)巨大的成本節(jié)約。

　　峰值負(fù)荷管理聯(lián)盟（PLMA），一個(gè)專門向電力公司和電力批發(fā)市場(chǎng)提供降低峰值負(fù)荷產(chǎn)品及服務(wù)的企業(yè)貿(mào)易聯(lián)盟。

　　美國(guó)自然資源保護(hù)委員會(huì)（NRDC），一個(gè)宣傳環(huán)境保護(hù)的組織。NRDC等組織的參與是由于增強(qiáng)電表后端靈活性能夠帶來(lái)巨大的環(huán)境效益;例如，我們預(yù)計(jì)控制家用熱水器的用電時(shí)間每年能夠避免1800萬(wàn)噸二氧化碳排放。

　　關(guān)注社區(qū)福利

　　正如電力公司正在利用社區(qū)規(guī)模的太陽(yáng)能在當(dāng)?shù)貫橛脩魩?lái)清潔能源一樣，電力公司還可以為其用戶帶來(lái)能源存儲(chǔ)方面的效益。

　　通過(guò)利用電表后端儲(chǔ)能技術(shù)和需求彈性的優(yōu)勢(shì)，電力公司能夠降低電網(wǎng)成本，節(jié)約用戶電費(fèi)并且減少碳排放（主要通過(guò)更好地接納風(fēng)能和太陽(yáng)能等不穩(wěn)定資源進(jìn)入電網(wǎng)）。對(duì)于電力合作社來(lái)說(shuō)，用戶能夠直接享受這些效益，以此保證了儲(chǔ)能技術(shù)的價(jià)值被更廣泛的社區(qū)所分享。

　　社區(qū)儲(chǔ)能商業(yè)模式：

　　通過(guò)集成用戶側(cè)儲(chǔ)能資源構(gòu)建社區(qū)儲(chǔ)能模式，不僅可以服務(wù)于終端用戶，還能為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供廉價(jià)、移動(dòng)式的基礎(chǔ)設(shè)施。社區(qū)儲(chǔ)能正在成為用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用的新趨勢(shì)，并且在延緩電網(wǎng)升級(jí)、削減高峰負(fù)荷優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行等方面發(fā)揮獨(dú)特作用。日前DNV-GL發(fā)表“Feasibility and scalability of the Community Energy Storage”研究報(bào)告。本文將以此報(bào)告為基礎(chǔ)，探討社區(qū)儲(chǔ)能模式的可行性和規(guī)?；l(fā)展前景。

　　1、社區(qū)儲(chǔ)能的定義

　　社區(qū)儲(chǔ)能模式需要滿足以下條件：

　　1）提供多重服務(wù)，其中的一種或多種服務(wù)的對(duì)象是區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商;

　　2）開(kāi)展社區(qū)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)、擁有和運(yùn)行社區(qū)儲(chǔ)能資產(chǎn)的公司應(yīng)當(dāng)是私營(yíng)化的企業(yè)或者商業(yè)組織，而非電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商;

　　3）社區(qū)儲(chǔ)能主要安裝于戶用、工商業(yè)等低電壓電網(wǎng)，同時(shí)提供“表前”服務(wù);

　　4）社區(qū)儲(chǔ)能服務(wù)于多個(gè)客戶，儲(chǔ)能的業(yè)主和運(yùn)營(yíng)公司并非其唯一的用戶。

　　在以下5類社區(qū)儲(chǔ)能的模式中，第一類最符合社區(qū)儲(chǔ)能的定義，第五類最不符合。

　　2、社區(qū)儲(chǔ)能模式的可行性

　　在目前的電池價(jià)格條件下，按照當(dāng)前電網(wǎng)升級(jí)改造的平均成本和備用服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算，社區(qū)儲(chǔ)能在一定條件下（延緩1-2h短時(shí)間的輸配電線路擁塞）是具備可行性的。

　　社區(qū)儲(chǔ)能所能夠提供的服務(wù)及其利益相關(guān)方分別包括：

　　1）避免電網(wǎng)升級(jí)：輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商;

　　2）優(yōu)化并網(wǎng)運(yùn)行：建筑業(yè)主、能源生產(chǎn)企業(yè);

　　3）確保電力穩(wěn)定供應(yīng)：數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)等關(guān)鍵負(fù)荷;

　　4）電費(fèi)套利：能源消費(fèi)者或生產(chǎn)者;

　　5）電網(wǎng)平衡服務(wù)（調(diào)頻、備用）：輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商。

　　因此，社區(qū)儲(chǔ)能的服務(wù)對(duì)象分為區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、電力市場(chǎng)和大型能源消費(fèi)者。

　　社區(qū)儲(chǔ)能模式所提供的服務(wù)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商最具吸引力。其成本低于傳統(tǒng)電網(wǎng)升級(jí)改造的成本。同時(shí)由于社區(qū)儲(chǔ)能的管理和運(yùn)行是建立在與電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商建立長(zhǎng)期服務(wù)合約的基礎(chǔ)上的，因此也可以為項(xiàng)目的投資回報(bào)提供強(qiáng)有力的保證，吸引市場(chǎng)參與方參與其中。

　　3、社區(qū)儲(chǔ)能模式發(fā)展面臨的障礙

　　發(fā)展社區(qū)儲(chǔ)能模式亟需解決三方面問(wèn)題，分別是儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全協(xié)調(diào)運(yùn)行，行之有效的商業(yè)模式，有利的制度和規(guī)則環(huán)境。上表是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要障礙，黃色部分為與社區(qū)儲(chǔ)能模式最密切相關(guān)的方面。其中標(biāo)準(zhǔn)化是確保各類儲(chǔ)能用戶安全運(yùn)行并與電網(wǎng)有效互動(dòng)的前提;市場(chǎng)準(zhǔn)入是市場(chǎng)主體構(gòu)建復(fù)雜商業(yè)模式的前提，收益機(jī)制和激勵(lì)政策則將會(huì)幫助投資者把市場(chǎng)準(zhǔn)入的價(jià)值最大化;明確“儲(chǔ)能”的定義，對(duì)于商業(yè)主體而言，將直接影響其能量消費(fèi)稅率的水平，對(duì)TSO/DSO而言，將直接影響其對(duì)于儲(chǔ)能的資產(chǎn)所有權(quán)。

　　4、開(kāi)展社區(qū)儲(chǔ)能的建議

　　電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商購(gòu)買社區(qū)儲(chǔ)能服務(wù)最關(guān)心的是其有足夠的容量隨時(shí)滿足電網(wǎng)需求，并且提供穩(wěn)定和高質(zhì)量的服務(wù)，因此需要建立明確的市場(chǎng)規(guī)則，定義社區(qū)儲(chǔ)能的主要服務(wù)內(nèi)容。

　　電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商管理社區(qū)儲(chǔ)能服務(wù)可以通過(guò)兩種方式：

　　1）制定考核規(guī)則，對(duì)未按指令提供服務(wù)進(jìn)行懲罰;

　　2）建立針對(duì)社區(qū)儲(chǔ)能的調(diào)度控制算法，確保其提供安全穩(wěn)定的服務(wù)。為此，在技術(shù)手段方面，既可以采用儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商安裝監(jiān)控系統(tǒng)向電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商實(shí)時(shí)展示可用容量的方式，也可用采用獨(dú)立的能量管理系統(tǒng)直接控制電池的SOC，確保滿足電網(wǎng)容量需求。

　　未來(lái)構(gòu)建社區(qū)儲(chǔ)能模式和市場(chǎng)可以采用兩種路徑，分別是：

　　1）在電網(wǎng)有擁塞的地區(qū)部署，替代電網(wǎng)升級(jí);私人企業(yè)可以管理社區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)并為區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供服務(wù);

　　2）開(kāi)展公開(kāi)的靈活性服務(wù)競(jìng)標(biāo)，社區(qū)儲(chǔ)能可以公平的參與競(jìng)標(biāo)并提供服務(wù)