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工商业储能——关键要素知多少

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标签:知识产权工程、能源和基础设施-清洁能源与可再生能源

伴随能源供需格局的逐步调整,我国储能产业日渐火热。2022年3月国家发改委、国家能源局印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》指出,到2025年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段。2023年7月11日,审议通过的《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》、《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》等文件,进一步强调了新型电力系统是能源绿色低碳转型的关键支撑。在此背景下,工商业储能具有十分有利的发展优势。

以下,我们将对我国工商业储能的基础概念、常见商业模式、常用业务协议的要点以及能源服务方的特别注意事项予以梳理与探讨。

一、 什么是工商业储能?

1. 工商业储能

工商业储能”是指在工业或商业终端使用的储能系统。

从终端客户的角度进行区分,储能可以分为电源侧、电网侧、用户侧储能,其中电源侧与电网侧储能又被称为表前储能或大储,而用户侧储能则被称为表后储能。用户侧储能可以进一步分为工商业储能与家庭储能。简而言之,工商业储能是用户侧储能的一种,其客户群体为工业或商业终端。工商业储能应用场景广泛,包括工业园区、商业中心、数据中心、通信基站、行政大楼、医院、学校、住宅等。

从技术架构的角度而言,工商业储能系统架构可以分为直流耦合系统和交流耦合系统两种。直流耦合系统通常采用光储一体机的形式,系统由光储一体机(由光伏发电系统(主要包括光伏发电组件与光伏控制器等)、储能发电系统(主要包括蓄电池组、双向变流器(Power Converting System, “PCS”)、电池管理系统(Battery Management System, “BMS”))构成,实现光伏发电+存储一体化)、能源管理系统(Energy Management System,“EMS系统”)等几大模块组成,基本运作原理为:由光伏发电组件发出的直流电直接通过光伏控制器向蓄电池组充电,电网中的交流电也可以通过PCS转换为直流电并向蓄电池组充电,而当用电负载有需求时,蓄电池将释放电流,此时能量汇集点在蓄电池端。交流耦合系统由光伏发电系统(主要包括光伏发电组件与并网逆变器)、储能发电系统(主要包括蓄电池组、PCS、BMS等)、EMS系统等几大模块构成,基本运作原理为:光伏发电组件发出的直流电通过并网逆变器变为交流电,既可以直接送入电网或者供给用电负载,也可以通过PCS转换为直流电并向蓄电池组充电,此时能量汇集点在交流端。直流耦合系统的特点在于成本较低、灵活性较低,适用于用户日间负载用电较少,而夜晚负载用电较多的场景,交流耦合系统的特点在于成本较高、灵活性较高,适用于已经安装了光伏发电系统的应用场景,以及用户日间负载用电较多,而夜晚负载用电较少的场景。通常而言,工商业储能系统架构均可以脱离大电网而自成一体,形成光伏发电、电池蓄电的微电网。

2. 峰谷套利

“峰谷套利”是工商业储能的常用收益模式,即低电价时从电网充电,高电价时放电使用的用电方式。

我国工商业普遍实行分时电价政策和尖峰电价政策。以上海地区为例,上海市发展与改革委员会发布的《关于进一步完善我市分时电价机制有关事项的通知》(沪发改价管[2022]50号)规定,

  • 对于一般工商业及其他两部制、大工业两部制用电,冬季(1月、12月)19:00-21:00为尖峰时段,夏季(7月、8月)12:00-14:00为尖峰时段。夏季(7、8、9月)和冬季(1、12月)高峰时段电价在平段电价基础上上浮80%,低谷时段电价在平段电价基础上下浮60%,尖峰时段电价在高峰电价的基础上上浮25%。其他月份高峰时段电价在平段电价基础上上浮60%,低谷时段电价在平段电价基础上下浮50%。
  • 对于一般工商业及其他单一制用电,仅区分高峰时刻与低谷时刻,不划分尖峰时刻。夏季(7、8、9月)和冬季(1、12月)高峰时段电价在平段电价基础上上浮20%,低谷时段电价在平段电价基础上下浮45%。其他月份高峰时段电价在平段电价基础上上浮17%,低谷时段电价在平段电价基础上下浮45%。

因此,工商业储能系统在电价谷时从电网购买低价电能,在电价峰时或尖峰时供给负载使用,进而减少企业电费支出。

3. 能量时移

能量时移”是指通过储能的方式实现用电的削峰填谷。用户端在使用发电设备如光伏电池发电时,因为发电曲线与负载消耗曲线的不完全同步,会出现将多余电量低价出售给电网或高价向电网购电的情况,因此用户端使用发电设备时在用电低谷时段对电池充电,在用电负荷高峰时段将存储的电量释放,以实现经济效益的最大化,同时减少企业碳排放量。此外,将可再生能源的弃风弃光电量存储后再移至其他时段进行并网也是能量时移。能量时移对充放电的时间没有严格要求,对于充放电的功率要求也比较宽,因而具有较高的应用频率。

二、工商业储能常见商业模式

1. 涉及主体

如上文所介绍,工商业储能的核心即在于利用储能设施与储能服务,通过峰谷套利等方式,获得储能收益。而围绕该等链条,主要参与主体包括设备方、能源服务方、融资租赁方以及业主:

2. 常见商业模式

目前针对工商业储能主要有四种常见商业模式,即“业主自投”模式、“纯租赁”模式、“合同能源管理”模式以及“合同能源管理+融资租赁”模式。对此,我们简要整理如下:

(1)业主自投

业主自投模式下,由业主自行购买并安装储能系统,从而享受储能收益,收益模式主要为峰谷套利。此种模式下,业主虽然能够直接削峰填谷、减少用电成本,但仍需承担初始投资成本和日常运维费用。业务模式图示如下:

(2)纯租赁

纯租赁模式下,业主无需自行购买储能设施,只需向设备方租赁储能设施并支付相应费用,设备方为业主提供建设、运维等服务,由此产生的储能收益由业主享有。业务模式图示如下:

(3)合同能源管理

合同能源管理模式下,由能源服务方投资购买储能设施,并以能源服务的形式提供给用户,能源服务方与业主按照约定的方式(包括收益分成、电价打折等方式)分享储能带来的收益,即利用储能电站系统在谷时或平时电价时段存储电力能源,然后在峰时电价时段向业主的负载供电,业主和能源服务方进而按照约定的比例分享储能效益。此种模式相较于业主自投模式,引入了能源服务方,由其提供相应的储能服务,能源服务方在合同能源管理模式下扮演了投资方的角色,在一定程度上降低了业主的投资压力。业务模式图示如下:

(4)合同能源管理+融资租赁

“合同能源管理+融资租赁”模式即在合同能源管理模式下,另行引入融资租赁方作为储能设施和/或能源服务的出租方。与合同能源管理模式相比,引入融资租赁方购买储能设施在很大程度上降低了能源服务方的资金压力,从而可以更好地专注于合同能源的管理服务。

“合同能源管理+融资租赁”模式相对复杂,存在多种子模式,例如,其中一种较为常见的子模式为:能源服务方先于设备方处获得储能设施,后由融资租赁方根据其与业主的约定选择、购买储能设施,并将储能设施出租于业主。租赁期间,储能设施的所有权归融资租赁方,业主享有使用权,到期后业主可获得储能设施的所有权。能源服务方则主要为业主提供储能设施建设、运维等服务,且可以从融资租赁方处以设备销售与运维的名目获得相应的对价。业务模式图示如下:

与前一种子模式不同,另一种子模式下,融资租赁方直接向能源服务方进行投资,而非业主。具体来说,融资租赁方根据其与能源服务方的约定从设备方处选择、购买储能设施,并将储能设施出租于能源服务方。能源服务方可以利用该等储能设施为业主提供能源服务,与业主按照约定的比例分享储能收益,能源服务方进而以部分收益向融资租赁方进行还款。租赁期限届满后,能源服务方获得该储能设施的所有权。业务模式图示如下:

三、常用业务协议

在上述模式中,涉及的主要的业务协议和相关要点如下:

1. 合作框架协议

各主体可能签署合作框架协议,从而对合作内容进行框架性约定。例如,对于合同能源管理模式下,能源服务方可与设备方签署合作框架协议,约定由设备方完成储能系统的建设、能源服务方负责储能系统的运营。

2. 储能系统能源管理协议

储能系统能源管理协议通常适用于合同能源管理模式与“合同能源管理+融资租赁”模式。

例如,在合同能源管理模式下,业主可以和能源服务方签署储能系统能源管理协议,约定由能源服务方为业主提供能源管理服务,业主则通过能源服务方所提供的服务获取相应效益。业主的义务一般为向能源服务方支付款项以及为项目的开展提供必要的配合,能源服务方的义务则为自行或聘请第三方完成项目的方案设计、建设、运维。以浙江省政府发布的《分布式光伏发电项目能源管理合同》为例,能源服务方需要负责项目的全部投资以及设计、开发、建设、管理和运营等工作,并且能源服务方所建造的电站(即能源设备)的所有权以及全部收益均由能源服务方享有,业主则可以获得能源服务方通过能源设备所产电能取得的电价优惠作为回报。

由于储能设施通常安装于业主处,由业主实际使用,因此对于能源服务方而言,如何确保其能够于业主控制地域内有效运营能源设备,并按照约定保障其运营收益将成为能源管理协议下的需要关注的要点之一。而对于业主,通常需要关注能源服务方在提供能源服务时应履行的相应义务,例如合法、文明施工,合法合规运营能源设备等。

3. 设备销售协议

在四种工商业储能商业模式中,除纯租赁模式外,均可能涉及设备销售协议。例如在业主自投模式中,由业主自行与设备方签署协议以购买并安装储能设施;而在合同能源管理模式下,由能源服务方向设备方购买储能设施,进而向业主提供能源服务。对于业主/能源服务方而言,确保所购买的储能质量符合国家与行业标准,能够正常运行,以及保证售后服务的正常、稳定提供,是设备销售协议中所需关注的部分要点。

4. 技术服务协议

技术服务协议通常需要和设备方签署,例如在业主自投模式与纯租赁下,通常由业主和设备方签订技术服务协议。设备方将根据业主的需求,提供储能系统技术服务,包括但不限于储能设施选型、系统设计、安装调试、运维维护等,业主提供项目相关资料和信息并配合设备方的工作,确保项目的顺利进行。设备方需向业主交付项目成果物,业主支付设备方储能系统的设备费用、运维费用。除一般技术服务协议所需关注的要点外,考虑到设备方所提供的技术服务的特殊性,工商业储能项下的技术服务协议需要对设备方所提供的服务要求进一步明确,例如遵守最新国家标准、明确相关项目的电池系统技术要求等。

5. 设备租赁协议

设备租赁协议通常由业主和设备方签署,适用于设备方持有储能设施的纯租赁模式。除一般租赁协议需要包含的要点外,储能设施租赁协议还需要关注设备方对储能设施进行维护保养、确保储能设施正常运行的相应义务的明确。

6. 融资租赁协议

在“合同能源管理+融资租赁”模式下,通常由业主或能源服务方与融资租赁方签署融资租赁协议。协议约定融资租赁方应按照业主/能源服务方的选择购买并提供储能设施;在租赁期内,储能设施的所有权归属于融资租赁方,业主/能源服务方享有储能设施使用权,待租赁期届满后,业主/能源服务方享有储能设施的所有权。对于业主/能源服务方而言,储能设施的选择往往是需要考虑的要点。

四、能源服务方特别注意事项

能源服务方在实现工商业储能、获得储能收益的链条上扮演了相当重要的角色,对于能源服务方而言,项目准备、项目融资、设施采购与安装等工商业储能下的一系列事项均存在需要特别注意的事项,我们对此简要罗列如下:

 

结语

我国储能产业将迎来“黄金期”,但工商业储能领域尚处于参与各方与监管部门共同探索的阶段,在尚未形成大规模的、具有一定统一性的实践的场景下,各位工商业储能玩家在洽谈合作之时应立足于当下发展环境理性思考,就潜在风险规避以及明确各方权责在相应协议中进行约定。

感谢实习生于子晗、赵鹤翔对本文作出的贡献。

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