分布式儲能商業模式分析與展望

劉秋華，楊圣城，劉 鑫

（1. 南京工程學院 經濟與管理學院，南京211167；2. 南京工程學院 電力工程學院，南京211167）

0 引言

隨著儲能建設運營成本的下降以及分布式能源的大量開發利用，分布式儲能在近年來正得到廣泛關注［1］。與集中式儲能相比，分布式儲能的選址安裝更加靈活便利，更易實現分布式能源的就地快速消納。此外，分布式儲能相比于集中式儲能減少了電能在線路上的損耗，減少了線路投資壓力。分布式儲能在“分散”狀態下易實現分布式能源就地消納，在“聚合”狀態下同集中式儲能一樣，仍可以實現調頻調峰、延緩電網改造、提高電網運行穩定性等功能［2］。

當前的儲能技術正在從試驗示范項目向商業規?；l展不斷邁進［3—4］。2021 年12 月，國家能源局修訂發布了《電力并網運行管理規定》（國能發監管規〔2021〕60號）、《電力輔助服務管理辦法》（國能發監管規〔2021〕61 號），簡稱新版“兩個細則”。新版“兩個細則”豐富了輔助服務的品種，明確規定了儲能可以作為提供電力市場輔助服務的主體。

鑒于分布式儲能的眾多優勢以及儲能的主體地位不斷得到肯定，大規模發展分布式儲能已是必由之路。鑒此，部分學者首先對分布式儲能在電力系統中的應用價值進行了深入研究。文獻［5］對分布式儲能的5 個基本應用場景進行了分析:提高供電可靠性、削峰填谷、可再生能源消納、延緩電網升級改造以及熱電聯供。文獻［6］重點論述了電化學儲能在發電側的應用:新能源并網領域、輔助服務領域以及微電網領域。然而，隨著儲能生產工藝的進步，阻礙分布式儲能大規模發展的不再是技術以及應用問題，而是市場上缺乏合適的商業運營模式。進而，部分學者就分布式儲能的商業模式進行了研究與總結?？紤]到分布式儲能體量大、資源分散的特點，部分文獻構想了分布式儲能通過聚合后以統一的身份參與市場。文獻［7—8］重點設計了對分布式儲能進行聚合管理的模型。文獻［7］針對資源容量大小的不同構建了聯合調度模型。文獻［8］建立了分布式儲能在聚合商管理下參與電網調峰調度的優化模型。

受到互聯網共享經濟的影響，分布式儲能以其自身獨特的屬性同共享經濟的理念實現了緊密的融合［9］。文獻［10］研究了共享模式下的儲能服務定價方法和結算模型。文獻［11］在共享儲能模式基礎上，提出了一種兩級部署、多系統集成應用的網絡運營平臺架構，實現了分布式儲能資源的信息化管理。

為實現分布式儲能商業規?；l展，有必要結合國內政策環境以及國內外相關項目實踐經驗對分布式儲能的商業模式進行分類探討，綜合分布式儲能的物理特點與核心商業價值對其可能的商業模式進行展望。本文首先結合相關政策、相關項目分析分布式儲能的商業價值，其次結合國內政策環境以及相關項目實踐經驗將分布式儲能目前較為成熟的商業運營模式進行分類梳理。最后，基于分布式儲能的核心商業價值以及其資源分散的物理特點對分布式儲能未來的商業模式進行展望，為后續更為深入的研究提供了參考。

1 分布式儲能商業價值分析

分布式儲能容量一般小于10 MWh，相較于集中式儲能，分布式儲能建設周期短、建設地點靈活、投資費用少。上述特點決定了分布式儲能在用戶側、配網側以及分布式電源側具有更多的應用空間。然而，分布式儲能的應用場景豐富并不意味著這些價值都可以被大規模的商業化。因此，需要從政策層面以及項目實踐經驗上論述分布式儲能的商業價值，表1 從用戶側、配網側、分布式電源側分析了分布式儲能主要價值點。

表1 分布式儲能主要商業價值Table 1 Main commercial value of distributed energy storage

1.1 用戶側

在用戶側領域，分布式儲能技術目前的主要價值點包括峰谷價差套利、需量電費管理、需求響應補償3個方面。峰谷價差套利的實現主要通過用戶調整自身的用電計劃而獲得，這是用戶裝設儲能的主要獲利方式。對于需要支付較多容量費用的電力用戶，安裝儲能設備可以節省容量費用，做到需量電費管理。需求響應補償是指儲能用戶通過參與需求側響應項目獲得補償收益。

2021年7月，國家發展和改革委員會發布《關于進一步完善分時電價機制的通知》（發改價格〔2021〕1093 號）。完善分時電價機制，拉大電價的峰谷之間的差值，鼓勵電力用戶在系統峰時段少用電，以保障電力系統的穩定運行。更重要的是，合適的分時電價機制和更大的峰谷電價差為儲能進一步的商業化發展提供了非常有利的空間。

2022 年6 月，山東省能源局印發《2022 年全省電力可中斷負荷需求響應工作方案》。在工作方案文件中明確指出，用戶側儲能以及儲能運營商可作為市場主體參與需求響應并獲得收益。

1.2 配網側

在配網側，儲能技術目前的主要價值點是緩解電網阻塞、延緩配電網升級改造投資以及提高配網側的供電可靠性。利用儲能設備靈活快速的特性，通過在阻塞區域配置儲能裝置不僅可以有效緩解線路重過載的問題，還可以延緩網絡的升級改造，減少資源的浪費。

2020 年12 月7 日，浙江衢州灰坪鄉大麥源村30 kW∕450 kWh儲能項目完成并網正式投運。該儲能項目所投運的區域位置非常偏遠，處在供電網絡的末端。投運該儲能設備后，該區域的供電可靠性將會得到非常大的提升。2022 年6 月，江蘇省金湖縣紅湖儲能電站建成投運，紅湖儲能電站是蘇北地區最大兆瓦級電網側電化學儲能電站。建成投運后，該儲能電站每天兩充兩放，最高可提供約140 MWh錯峰電量，可有效削減當地高峰負荷、緩解電網阻塞、增強供電可靠性。

1.3 分布式電源側

分布式儲能技術在分布式電源側的價值點主要是減少分布式發電的隨機性與波動性，保證可再生能源的平滑輸出。在風電、光伏供應高峰時，為保證系統運行穩定不得不選擇棄能。在系統負荷處于高峰時，風電、光伏又可能因自然條件原因導致發電量不足。在分布式電源側配置儲能后可有效解決此類問題。

據中關村儲能產業技術聯盟統計，在2021 年內，明確了可再生能源配儲的比例和裝機指標的省、市、自治區共計有21個，各地可再生能源配儲裝機規模約為47.51 GW∕95.89 GWh，這表明市場迫切需要更多的靈活性資源以緩解電網的調節壓力。

2 分布式儲能商業運營模式

盡管分布式儲能的商業價值已經逐漸清晰，但其仍需要通過可靠的商業運營模式參與電力市場獲得收益。當前，集中式儲能投資費用較大，所以其商業運營模式劃分的主要依據是投資主體差異。根據投資主體的不同可以劃分為:獨立投資模式、聯合投資模式、租賃模式［12］。

分布式儲能的商業運營模式與集中式儲能有類似，也有不同。類似于集中式儲能，分布式儲能也可以按照投資主體差異形成上述3種商業運營模式。不同于集中式儲能，分布式儲能投資費用更少，建設場地規模更小，資源更加分散。這樣的優勢使得分布式儲能還可以與虛擬電廠結合形成虛擬電廠模式，也可以將其應用場景延伸至社區中，形成社區儲能模式?；趪鴥鹊恼攮h境以及國內外相關項目的實踐經驗，本章對分布式儲能目前較為成熟的租賃模式、共享模式、虛擬電廠模式以及社區儲能模式進行探討總結。4種典型商業模式的總結如表2所示。

表2 分布式儲能典型商業運營模式分析Table 2 Analysis of typical commercial operation modes of distributed energy storage

2.1 租賃模式

目前，融資租賃的商業模式是儲能最常見的商業模式，也是國外分布式儲能應用范圍最廣的商業運營模式［13］。融資租賃商業模式的成功發展根源于其模式獨有的特點:①租賃模式的風險更??；②租賃模式更加靈活。對于用戶獨立投資建設而言，從某種程度上看，用戶只有一次選擇機會，若用戶購置的儲能使用后發現達不到自己的理想情況或是在購置儲能后發現儲能的建設成本不斷下降，那么用戶又需要承擔額外成本，而租賃模式在這些方面具備更大的靈活性［14］。

當前，租賃模式發展較為成熟的國家是美國和韓國［15］。美國Power Edison 公司針對公用事業公司的需要建立了儲能租賃模式，儲能租賃服務可以幫助公用事業公司管理擁堵、提供備用電源保障，這些應用雖然使用周期較短，但對于公用事業公司卻必不可少，故而選擇儲能租賃可以降低固定資產的投資。在工商業用戶市場，美國的Advanced Microgrid Solutions（AMS）公司向用戶提供儲能租賃服務以幫助用戶節省電費支出。

針對新能源消納空間不足以及新能源發電企業自配儲能困難的問題，國網湖南綜合能源公司于2020年11月發布儲能設備租賃招標公告，首創電池租賃模式，該運營模式如圖1所示。

圖1 國網湖南綜合能源公司儲能租賃模式Fig.1 Energy storage leasing mode of state grid Hunan comprehensive energy company

從項目的實踐經驗來看，目前國內儲能租賃項目的開發商多為電力集團，而電力集團內部本身具有很多新能源場站，其內部的新能源場站正是保證了儲能租賃模式的穩定收益。如果電力集團不參與儲能租賃項目的開發，那么怎樣去尋找新能源場站并簽訂穩定的租賃合同就是項目開發商需要考慮的一大難題。這類問題是關乎此種模式下收益的關鍵問題，也是影響開發商做出投資決策的主要原因。

2.2 共享模式

共享儲能模式突破了原有的“一對一”模式，將儲能資源釋放給整個電力系統，從服務一方到服務多方，極大地提高了資源的利用率［16］。共享模式不僅可以實現儲能服務對象的多元化，還可以實現投資主體的多元化，完成投資回報上的共享。

當前，在新能源配儲的背景下，共享儲能模式在我國較為流行。2021 年7 月，國家發展和改革委員會、國家能源局發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》（發改能源規〔2021〕1051 號），文件明確提出鼓勵探索建設共享儲能。2022 年1 月20日，山東萊蕪孟家100 MW∕200 MWh 儲能電站工程升壓站成功送電，該儲能電站項目可以作為共享儲能為新能源發電企業提供儲能共享服務，提高電網對新能源的消納能力。共享式儲能通過規?；顿Y、建設、管理可以有效降低建設與運行成本，減少了自配儲能的成本投入與管理投入。對比新能源自配儲能的方式，共享儲能在安全質量以及經濟效益上具有更加明顯的優勢。

當前國內面向新能源場站的共享儲能模式更偏向于租賃模式。隨著儲能建設成本下降以及技術更加成熟，自配儲能的新能源場站變得更多，那么共享模式下的租金收益空間將會進一步縮小。所以，共享儲能模式得以實現可持續發展的關鍵在于開拓更多的收益模式，跟隨市場化改革步伐積極參與各類電力市場。

2.3 虛擬電廠模式

虛擬電廠利用調控、通信技術將相對分散的源、網、荷、儲等資源進行整合，形成一個特殊的電廠來參與電力系統運行和電力市場管理［17—18］。儲能能夠在虛擬電廠中發揮核心作用得益于它較強的主動性，其獨有的充放電雙向功能彌補了虛擬電廠中負荷、電源只有單向性的缺點。

目前，虛擬電廠模式發展較為成熟的國家是德國［19］。作為歐洲最大的虛擬電廠運營商之一的德國NextKraftwerke 公司，其業績非常突出。Next-Kraftwerke 公司已經對德國、比利時等多個國家的1.3萬個分布式能源單元和可調負荷實現了管理，2020年營收5.95億歐元，其主要盈利模式如表3所示。

表3 Next Kraftwerke公司虛擬電廠盈利模式Table 3 Next Kraftwerke’s virtual power plant profit mode

對于虛擬電廠模式，國內也做了積極地探索?！蛾P于加快推動新型儲能發展的指導意見》提出為推動新型儲能快速發展，要積極探索虛擬電廠商業模式。2021年11月，國內首個虛擬電廠平臺在深圳運行，深圳供電局通過虛擬電廠平臺向用戶發起調峰需求，深圳地鐵集團與深圳水務集團參與響應，按照計劃調節用電負荷3 MW。

虛擬電廠模式的價值點包括很多方面，但這些價值點并沒有在市場上轉換為收益。其盈利的模式仍需要拓寬，當然這也需要良好的政策環境和市場環境作為發展的前提。另外，虛擬電廠是一個比較豐富的系統，應當充分延伸其場景。例如，近幾年新能源汽車迅速崛起，虛擬電廠應當充分分析其充電行為，考慮是否可以將其很好地納入到虛擬電廠的系統中去。最后，虛擬電廠最關鍵的技術在于其搭建的平臺。其搭建的平臺必須要充分利用系統中的資源與外部市場做交易，實現低成本高收益。

2.4 社區儲能模式

在社區儲能模式下，社區用戶通過繳納低于目前用電價格的費用以使用社區儲能裝置，滿足自身的用電需求，此模式下的項目開發商的收益主要包括3 個方面:①電費收益；②服務電網收益；③供熱收益。

當前，社區儲能模式發展較為成熟的國家是澳大利亞、德國和英國［20］。澳大利亞國有公用事業廠商Synergy公司聯合其他開發商合作開發了名為Alkimos Beach 儲能試驗（ABEST）的項目，該項目旨在對社區儲能模式進行研究。在5 年的運營期內，ABEST 項目有效降低了用戶的高峰電量需求，實現了用戶電費管理。但該項目主要關注的是對于用電高峰需求的管理，并沒有為電網提供頻率調節和電壓支持等輔助服務。

社區儲能模式以社區用戶為基礎，在滿足社區用戶的前提下再創造其他方面的收益。相比于其他的商業模式，社區儲能模式擁有更穩定的用戶群體。在推廣社區儲能模式時，需要前期充分調研，對項目的利好充分解釋說明，以及在售后上給予客戶足夠的服務。

2.5 其他模式

除上述4 種商業模式外，儲能還有一些其他的商業模式，這些商業模式大部分是融合租賃、共享、虛擬電廠、社區儲能這4 種模式而形成。這需要開發商根據不同的市場情況以及客戶需求，融合多種商業模式以實現該模式在市場上的可持續發展。例如，在國內新能源配儲的背景下，共享儲能電站在2021年里異軍突起，新興的共享儲能電站的商業模式就是融合了租賃模式和共享模式。但是通過共享容量獲得的租賃收益缺乏一定的可持續性，因為目前的租賃收益是在新能源配儲背景下產生的，隨著儲能建設成本的進一步下降，自配儲能的新能源場站變得越來越多，那么共享儲能電站的租賃收益空間就會越來越小。

3 分布式儲能未來商業模式展望

對于分布式儲能商業模式的展望，首先要在電力市場的大背景下進行，其次要立足于分布式儲能的核心商業價值，最后結合分布式儲能量大、規模小、資源分散的物理特點再對其商業模式進行預判。在電力市場化改革的大背景下，能量市場中的電價機制不斷被完善，輔助服務市場中儲能的主體地位越來越被強調，電力市場對儲能的容納程度正不斷提高。目前，分布式儲能的核心商業價值在于消納分布式能源以及調頻、調峰、備用之類的輔助服務，其次儲能還有緩解網絡阻塞、延緩電網升級改造的作用。再結合分布式儲能的物理特點來看，對于未來分布式儲能商業模式的預判，目前可以劃分為兩類:一是分布式儲能單獨參與市場；二是分布式儲能聚合后參與市場，即分散和聚合兩個大致方向。分布式儲能發展為分散模式或者聚合模式的主要影響因素是市場機制的完善程度以及儲能的應用場景。本章分析在市場機制完善程度較高的情況下分布式儲能在不同應用場景下未來的商業模式。

3.1 用戶側

在未來市場機制完善程度較高情況下，用戶側分布式儲能資源的利用將會更多地以聚合模式開展。分布式儲能規模小、資源分散，其單獨進入市場較為困難，但如果以一個整體的身份將分散的資源聚合起來，那么進入市場的難度將會降低。聚合模式如圖2所示，資源聚合者首先需要通過軟件平臺對分布式資源實現聚合控制，然后資源聚合者可以進入市場提供輔助服務獲得收益，最后需要將獲得的收益按一定比例再分配給被聚合的資源擁有方［21］。

圖2 分布式儲能聚合模式Fig.2 Distributed energy storage aggregation mode

2022 年2 月10 日，由國家發展和改革委員會、國家能源局印發的《“十四五”新型儲能發展實施方案》（發改能源〔2022〕209號）指出，將分布式儲能設施聚合互動調控技術作為重點攻關方向。隨著市場機制不斷地被完善，工商業用戶側分布式儲能通過聚合模式將會在輔助服務市場有更多的可能。

3.2 配網側

隨著電改的逐步深入、市場機制的完善程度逐步提高，配售電逐漸放開，市場上將會出現新的擁有配電網資產的售電公司。新的售電公司不僅需要向客戶提供可靠的電力，另外還要通過提高自身的管理和技術水平來加強自身的競爭力，而儲能技術正對這些問題提供了有效的解決方案。如1.2節所述，目前儲能在配網側的主要價值點在于緩解線路阻塞以及延緩對線路的升級改造。但在未來，新售電公司需要利用儲能提供差異化增值服務以提高競爭水平。

未來的新售電公司的利潤不僅僅是通過購售電業務取得，更多的是通過細分客戶種類，針對各種客戶的需要提供不同的差異化增值服務。例如，對于精密儀器制造類企業來說，電能質量的好壞直接關系到生產的過程以及結果，新售電公司可以針對需要為其定制提高電能質量的服務。對于醫院此類的公共單位，新售電公司可以為其定制電源保障的服務。而儲能技術正是保證差異化增值服務的關鍵技術。

3.3 分布式發電側

對于分布式發電，其資源較為分散的特點決定了其更加適合就地消納，規?；纳暇W反倒不具備較強的經濟性。2021 年12 月22 日，國家能源局發布《能源領域深化“放管服”改革優化營商環境實施意見》（國能發法改〔2021〕63 號）。2021 年12 月29日，國家能源局、農業農村部、國家鄉村振興局聯合印發《加快農村能源轉型發展助力鄉村振興的實施意見》（國能發規劃〔2021〕66 號），兩份文件分別表示要推動開展分布式發電就近交易以及創新發展隔墻售電模式。

雖然有越來越多的政策支持分布式發電就近交易，但其要想真正實現市場化仍然需要克服很大阻力。首先，分布式發電通過配電網向周邊用戶輸送電力，其需要為電網的輸電服務支付費用，這類費用該如何計算是個問題。其次，從電網運行角度看，分布式發電的隨機性、波動性特點決定了必然要有其他市場主體為分布式發電提供輔助服務，這類輔助服務費用該如何計算又是一個問題。當然，配備儲能后的分布式發電可以很好的實現平滑輸出，但是儲能并不會完全克服分布式發電的隨機性、波動性，所以輔助服務費用問題仍然需要解決。

4 結束語

在深化電力市場化改革的背景下，儲能的收益將會通過市場獲得。合適的商業模式對外需要符合市場的需求，對內需要給開發商帶來可持續性的收益，最終要面向整個社會實現資源的合理配置。無論是哪一種商業模式，都需要在充分了解的前提下通過實踐去檢驗它是否可行。未來我國分布式儲能的商業運營模式應當圍繞以下幾點進行改進。

（1）擴大分布式儲能的市場參與范圍，降低分布式儲能參與市場的門檻。當前，國內已經確定了儲能在輔助服務市場的主體地位，為保證分布式儲能獲得多重收益應當進一步擴大儲能的市場參與范圍，此舉也是激勵分布式儲能規?；l展的根本性措施。另外，目前儲能參與市場的門檻較高，應當降低準入門檻，充分調動用戶側、分布式發電側閑置儲能資源參與市場的積極性。

（2）分布式儲能的投資成本及獲利模式應當多元化。目前，儲能項目較高的建設成本以及運行成本仍影響開發商對其投資的積極性，所以需要整合設備廠商在技術上、大型用戶在資金上、電力公司在政策上的優勢，實現儲能項目多元化投資模式。同時，要創新分布式儲能的獲利模式，實現多重收益。例如，共享儲能模式實現了所有權與使用權的分離，一方面共享儲能可以獲得容量租賃的收益，另一方面共享儲能又可以參與調峰市場獲得收益。

（3）靈活安排分布式儲能的“聚合”與“分散”狀態。當前，儲能參與市場的門檻較高，若要充分利用分布式儲能這種規模小而分散的資源，應首先考慮聚合模式，以統一身份參與市場。因此，為實現閑散分布式儲能資源的高效利用，應當對聚合模式予以政策上的支持與引導。聚合模式只是一個相對的概念，當市場的準入門檻變低時，將有更多分布式儲能以分散狀態參與市場，而不是先要通過聚合然后再參與。D