当你了解储能系统后,你一定很想知道储能可以拿来赚什么钱吧!依据Rocky Mountain Institute(注一)的整理,储能系统可提供十三种可行的商业模式∕应用模式。分别是发电端、电网端、用户端(需求端),对应其客群简单的理解可为电力系统操作者(ISO/RTO)、输配电业者、用电户。
(图一)储能系统可行商业模式∕应用模式整理
资料来源:The Economics of Battery Energy Storage, RMI, 2015
对电力系统操作者来说,储能可以提供5种「保险服务」
因为我国电力市场还没有电力系统操作者这种角色,所以我们可以先简单理解成这就是台电。台电的首要任务就是供电稳定,因此储能对它来说,就是买一个保险。就以2017年全台大停电的事件来说,当天原本只有大潭六个机组跳机,电力系统调度其他发电的机组给被跳机的用户使用,却导致这些被调度的机组也跟著跳机,这时若有储能系统,它可以在几毫秒内就出手救援,这时你就会很感激平日有烧香,祖上有积德。
这个保险还可以细分为五种保单型式:
储能商业模式一:电能套利(Energy Arbitrage)
在价钱低的时候买电把自己充饱,在价钱高的时候卖电把自己的电放出去,赚取中间的价差。太阳能电厂或是其他型态的发电厂,也可以透过建置储能系统,既卖发电的电,也卖储能的电。这种看似不可思议的两头赚的商业模式,却刚好可达到「水库」的功能,居中替电网做个「削峰填谷」调节
储能商业模式二:即时备转容量(Spinning Reserve)
主要是因应系统负载非预期增加或替补机组故障跳机后的电能缺口,储能系统在系统用电需量上升时,把自己的电放出去,这是储能系统Shifting的功能,也就是即时备转容量,此类的储能系统需要大容量,充放电较不频繁,且较不需要快速充放电
储能商业模式三:调频备转容量(Frequency Regulation)
之前《用韩国瑜的养生逻辑搞懂为什么我们对能源的「创新思维」常常行不通》已经解释过什么是调频,为什么需要调频,所以此时储能系统可以把自己的电快速放出去,注入电力系统,阻止频率下降,使频率恢复制某一可接受的范围,此时储能系统就可以发挥Contingency Responsive的功能
储能商业模式四:电压支持(Voltage Support)
储能系统可以因应区域电压变动、电压骤降,快速输出虚功率(又称无效功率)注入系统提升电压,就好像一个人突然发生意外状况导致血压太低,必须快速输血提升血压,否则就会晕眩昏倒,电力系统如果电压太低,不仅造成输配电损失增加,也会影响系统稳定度,最后甚至导致系统崩溃,所以储能系统可以提供电力系统快速输血的功能。
储能商业模式五:全黑启动(Black Start)
当电力系统遭遇不可抗力之因素整个系统瘫痪大停电时,储能可以立刻启动,把自己的电放出去,让小区域电力逐渐恢复,最终全电力系统恢复正常供电。
对输配电业者来说,储能可以提供4种「信用卡分期服务」
传统的配电系统升级的压力系来自于区域尖峰负载的增加,这种负载增加不是我们想像中的是长时间的增加,其影响时间在一年中通常只集中在特定的几个小时内,为了这几个小时而去拉新的配电系统也太不划算。
输电系统升级的压力则是来自于新的电源或大用户的并网要求,例如离岸风力发电上岸之后要把发的大量的电送到电网里,而可能产生输电壅塞的情况。
因此,从配电系统来看,运用储能系统因应区域尖峰负载增加的需求,可减缓配电系统升级的压力,同时也可避免配电系统因应不确定负载成长下的过度投资问题。这就好像刷卡理财,在利率合理的时候,将手上资源进行弹性的时间分配,不急著以现金一次性支付或投资。
储能商业模式六:资源充裕性(Resource Adequacy)
很多地方开发新电厂并不那么容易,这时可以用装设储能系统取代新电厂的开发,也可以避免过度投资,因为有时候其实不见得需要一整个新电厂才能解决问题
储能商业模式七:减缓输电系统壅塞(Transmission Congestion Relief)
目前台湾没有常态输电壅塞区域,但是从资源分配来看,装设储能系统,可以减缓偶发性壅塞问题。
储能商业模式八:延后输电系统投资(Transmission Deferral)
要设置变电站输电配线等也不是那么容易,包括地方的抗议或是投资金额等问题,装设储能系统,可以延后这些投资。搭配储能系统时,可适度提高离峰时段负载,并使尖峰时段负载低于系统容量限制,进而达到递延系统升级的压力。
储能商业模式九:延后配电系统投资(Distribution Deferral)
同上,由于台电奶妈目前尽责地全职照顾我们,在台湾,储能在输配电业者端的服务还看不到它的应用。然而,如果想让储能系统放大其成本效益,则有赖法规制度的建立,像信用卡分期服务一般,让客户可以有弹性地依手上的资源,选择不同时间的有效运用。
对用电户来说,储能可以提供4种「保险服务」,有机会让保单增值
最直觉的商业模式一样是储能业者向使用者提供备用电力的保险,特别是工业用户、医疗用户等无法承受瞬间电力空缺的使用者。至于对一般老百姓,我们可能还会动脑筋想这张保单有没有机会增值。
储能商业模式十:时间电价帐单管理(Time-of-use Bill Management)
在离峰时间也就是价钱低的时候买电把自己充饱,这样在尖峰时间就可以用自己的电而不用买电力公司的电。
储能商业模式十一:减少需量电费(Demand Charge Deduction)
若设置储能系统,可以降低契约容量,少付一些固定费用。
储能商业模式十二:提高太阳光电自发自用(Increase PV Self-consumption)
若设置储能系统,原本白天不在家太阳光电发了电也没用的窘境,就可以储存起来等在家的时候使用。
储能商业模式十三:提供备用电力(Backup Power)
对工业用户而言可以在停电时提供备用电力,对一般住宅用户则可以在停电时提供你家有冷气吹,这可是令你的邻居相当羡慕啊,东南亚国家就特别适合走这个商业模式。
目前限制储能系统发展的主要因素,仍在于储能系统的设置成本偏高,单一商业模式要支持储能系统的成本回收,仍有一定的困难。若能在相关的法规制度面予以放宽,允许储能系统同时提供多样服务,则能提早实现储能系统达到具成本效益的目标。这就好比银行业者与保险业者合作,提供给客户刷卡买理财型保单的分期或回馈金服务,可以达到双赢的商业模式。
事实上,从国际发展趋势来看,电力市场在创新技术的趋势下也正在不断地调整,例如:美国FERC在2018年发布的指令中,明确要求各个电力系统操作者必须检讨市场规则,让储能系统得以公平地参与电力市场,市场本来就需要不断地调整,接纳更多的新技术发展,进而提高整体的效率。
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(注一)Rocky Mountain Institute成立于1982年,是美国的一个研究机构,长期关注能源创新及发展趋势