山西省共享儲能政策及收益分析報告

1、山西省獨立儲能政策及收益分析2022年8月1儲能項目發(fā)展必要性儲能技術的發(fā)展儲能項目的成本儲能項目的收益山西省儲能項目1儲能項目發(fā)展的必要性1.1國家政策的支持2021年7月15日，國家國家能源局印發(fā)關于加快推動新型儲能 發(fā)展的指導意見（發(fā)改能源規(guī)20211051號）2021年7月1日，山西能監(jiān)辦關于獨立儲能和用戶可控負荷參與電力響 應交易的補充通知（晉監(jiān)能市場202198號）2021年12月21日，國家能源局印發(fā)的電力輔助管理辦法、電力并 網(wǎng)運行管理規(guī)定，儲能可在備用、轉(zhuǎn)動慣量、爬坡、電壓控制、穩(wěn)定 切機及黑啟動等電力輔助服務方面獲得收益。2022年5月18日，山西能監(jiān)辦出臺的山西電力一次調(diào)

2、頻市場交易實施 細則（試行）。2022年6月10日，山西省電力公司更新了山西省電力現(xiàn)貨市場交易實 施細則（試運行V12.0）。1 儲能項目發(fā)展的必要性1.2電網(wǎng)結(jié)構的迫切需求目前，山西省新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)總裝機容量約3200萬千瓦，預計“十四五”末裝機容量達到8000萬千瓦，占山西省總裝機容量的約50%。電力系 統(tǒng)的波動性和不確定性問題日益嚴重，電力系統(tǒng)急需大量的靈活性資源 及安全穩(wěn)定措施。在水電資源等靈活性資源相對匱乏的山西省，技術相 對成熟的電化學儲能電站成為解決上述問題的有效措施。1 儲能項目發(fā)展的必要性1.3共享儲能電站優(yōu)勢共享儲能電站相對于新能源+儲能，布局更加科學和合理。考慮到電網(wǎng)負

3、荷同時率，新能源場站配置的儲能大多數(shù)時間段都難以在其額定功率下 運行，只有少數(shù)時段才被滿足負荷調(diào)用，因此造成了儲能資源的極大浪 費。共享儲能電站相對于新能源+儲能，布局更加集中，方便電網(wǎng)公司調(diào)度。 一個共享儲能電站即可實現(xiàn)了多個新能源場站+儲能的調(diào)頻調(diào)峰功能，使 調(diào)度人員原本“一對多”的工作模式，變成了“一對一”的工作模式， 方便調(diào)度人員調(diào)度管理。共享儲能電站提供了一種全新的商業(yè)模式，通過建設共享儲能電站，參 照合同能源管理模式和新能源場站合作，既滿足了電網(wǎng)公司對新能源技 術考核要求，也提高了新能源電站電能質(zhì)量，同時也減小了新能源場站 投資和運營風險，實現(xiàn)了多方共贏2 儲能系統(tǒng)的技術發(fā)展2.1

4、儲能的類型根據(jù)所用的能量形式，可將儲能技術分為物理儲能（如抽水儲能、壓縮 空氣儲能、飛輪儲能、超導磁儲能）、電化學儲能（鉛酸電池、鋰離子 電池、鎳氫電池、液流電池、鈉硫電池、鋰液流電池、液態(tài)金屬電池、 超級電容器）和熱儲能（潛熱儲熱、顯熱儲熱、化學熱儲）三類。壓縮空氣儲能成本低、壽命長，安全系數(shù)高，但由于受地形限制，需要 將壓縮空氣儲存在合適的地下礦井或溶巖下的洞穴中，因此常用于系統(tǒng) 調(diào)峰。抽水蓄能與壓縮空氣類似，其放電時間可以從幾小時到幾天，但同樣會 受地形制約，建設周期也較長，還會帶來一定的生態(tài)問題。飛輪、超級電容器和超導磁儲能的循環(huán)使用壽命和效率、功率和響應時 間都很好，無污染、維護較簡

5、單，但比能量較低，屬于典型的功率型儲 能。電化學儲能可以同時向系統(tǒng)提供有功和無功支撐，因此對于復雜電力系 統(tǒng)的控制具有非常重要的作用。2 儲能系統(tǒng)的技術發(fā)展2.2電化學儲能的分類類型鋰電池熔融鹽 電池液流電池鉛酸電池燃料電池超級 電容 器分類磷酸鉄 鋰電池三元 鋰電池鈉硫 電池全釩 電池鋅溴 電池普通 鉛酸 電池鉛炭 電池普通 膠體 電池管式 膠體 電池質(zhì)子交換 膜燃料電池 或甲醇燃料電池超級 電容 器能量 密度110Wh/kg165Wh/kg160Wh/kg25Wh/kg70Wh/kg35Wh/kg60Wh/kg40Wh/kg45Wh/kg1升燃料1度電或1公斤甲醇（溶液）1.5度電5Wh/

6、k g充電次 數(shù)壽命5000-6000次5000次2500次13000次6000次500次1500次700次1000次10000次50000次充放電 效率90.0%90.0%87.5%75.0%73.0%85.0%90.0%86.0%88%燃料效率50%95%2 儲能系統(tǒng)的技術發(fā)展2.1電化學儲能的分類大倍率放電性3C放電4C放電 能可3C放電可以可以影響壽24C放影響壽3C放電5倍額定 命電命5秒功率可以過沖與 過放電可深充可深充深 深放放不能過充過 放；過度充電時很危險不影響過充過過充過 不影響放會影響 放會影響壽命壽命過充過過充過 放會影響 放會影響壽命壽命充放 不影響電時間短常溫工 溫

7、度要 作，高低 求溫性能均 好性能差常溫工作，-2045仍能工作必須保證300350的 工作溫度常溫工作，低溫 時液體電解液影響性能常溫工作，低溫時液體 電解液影響 性能常溫工 作，高溫 加速失效常溫工 作常溫工 常溫工 作，高溫 作，高溫 性能較好 性能優(yōu)常溫工作常溫 工作環(huán)境影 響小小中（無污染 有安全要求）五氧化二釩有毒小大（鉛、有酸霧大（鉛、 大（鉛、酸有污染） 大（鉛、酸有污染）酸有污染） 使用前期 酸有污染）無污染無污 染安全性起火臨界溫度高，起火臨界金屬鈉有安 安全性能溫度低全要求好無無酸液腐酸液腐蝕蝕酸液腐 蝕酸液腐燃料儲存 蝕安全等級高無2 儲能系統(tǒng)的技術發(fā)展2.1電化學儲能

8、的分類技術及 成熟度美國A123、深圳比亞 迪、ATL三星SDI、LG為代表國外以日本NGK公司最成 熟，中國科學 院上海硅酸鹽 研究所推出單 體電池原型產(chǎn) 品技術成熟度不夠， 首先由日本住友電工SEI開發(fā)，因資源 限制放棄，北京普能世紀科技公司收購了釩電池研究全 球第一的加拿大VRB PowerSystems公司，國 內(nèi)還有大連化物所、 北京金能、承德萬 力通、上海林洋等 公司研究美國ZBB， 國內(nèi)大連化 物所，蕪湖 美能（美國 Ensync）歷史悠 久成熟， 廠家眾多技術成 熟度中等， 國內(nèi)南都、 圣陽、雙 登、華富技術成 熟度高， 國內(nèi)南都、 雙登、華 富、理士技術成 熟度高， 國內(nèi)雙登

9、、 南都、華 富、理士技術成熟 度不夠，國 內(nèi)大連物化 所、清華大 學、上海神 力、北京富 原、北京氫 璞創(chuàng)能為代表技術 成熟度 中等， 國內(nèi)雙登其它缺 點成本略高需要單獨柴 油機維持電網(wǎng) 斷電時電池的工作溫度1、溫度超過45度 易沉淀堵塞管道， 電堆報廢。2、石墨 板2個月維修一次，否則電堆報廢壽命受隔 膜影響大1、需要 定期定量添加燃料，更 換過濾網(wǎng)， 維護成本高2、不能儲 存電能存儲 電能時； 間短3儲能系統(tǒng)的成本投資成本電化學磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)主要包含電池集裝箱、PCS集裝箱、35kV配電 裝置、SVG、集控樓及配套升壓站。目前0.5C系統(tǒng)，工程造價含升壓站約2-2.5元/Wh。1C系統(tǒng)

10、，工程造價含升壓站約2.6-3元/Wh。4山西獨立儲能項目的收益以山西某300MW/300MWh的獨立共享儲能電站為例，介紹山西獨立儲能 項目的收益。4.1成本類基礎數(shù)據(jù)靜態(tài)投資：79000萬元，動態(tài)投資80000萬元。資金：本工程注冊資本金20%，其余80%由銀行貸款解決。項目的還款原則按本金等額還款，取15年（含建設期），長期貸款利率4.65%，一年計息4次，短期貸款利率4.35%。4）本項目的運營年限取20年，前5 年質(zhì)保，從第6年至第15 年分批更換電 池，10 年更換一輪。前5 年更換費用按1 元/Wh 計算；后5 年不更換電池。 電池更換費用按0.8元/Wh 計算，更換費用2400

11、0 萬元，平均分攤到第6-15 年中。固定資產(chǎn)形成率95%，折舊年限取15 年。固定資產(chǎn)形成率95%，折 舊年限取15年，殘值5%。4山西獨立儲能項目的收益4.1成本類基礎數(shù)據(jù)5）保險費率0.25%，大修理費率綜合按0.3%計列?，F(xiàn)金、應付賬款等周轉(zhuǎn)次數(shù)取12次/年。鋪底流動資金占總流動資金的30%。公積金取10%，所得稅率25%。定員5人，年人均工資10萬元，福利費系數(shù)60%。成本用電成本：儲能系統(tǒng)效率按85%，日損耗39000 度電，損耗的結(jié)算電價0.332 元/kWh（依據(jù)山西省電力現(xiàn)貨市場交易實施細則（試行）；11）項目工期：6個月。4山西獨立儲能項目的收益4.2 現(xiàn)貨期間市場交易相關

12、政策：現(xiàn)貨期間參與山西電力市場現(xiàn)貨交易，執(zhí)行山西省電力現(xiàn) 貨市場交易實施細則（試運行V12.0）。政策背景：山西屬于國內(nèi)首批8 個電力現(xiàn)貨交易示范省份之一，從2018 年底就開始 電力現(xiàn)貨市場交易，2019、2020 年分別運行了3 個月，從2021 年4 月1 日 至今，一直執(zhí)行現(xiàn)貨交易政策，是現(xiàn)貨交易運行時間最長的試點省份。通過 幾年的運行，山西省現(xiàn)貨交易市場已逐漸成熟，山西省電力現(xiàn)貨市場交易 實施細則已出版至12 版，政策基本趨于穩(wěn)定。其中明確了獨立儲能參與 現(xiàn)貨交易的細則。2021 年4 月，國家又新增了6 個省份進行電力現(xiàn)貨市場 交易改革。2022 年3月，山東省三個獨立儲能項目已實

13、際參與到山東省電 力現(xiàn)貨市場交易中。廣東省也明確2022 全年執(zhí)行現(xiàn)貨交易?？梢姡F(xiàn)貨交易已經(jīng)成為必然趨勢。4山西獨立儲能項目的收益4.2 現(xiàn)貨期間市場交易 測算基礎數(shù)據(jù)：1）山西省2021 年4 月1 日-2021 年12月31 日共277 天實際出清價格。為了避免滿容量充放對電池壽命的損害。同時預留部分容量做一次調(diào)頻，充電容量按90%，即270MWh 考慮; 放電容量，考慮15%的損耗，按230MWh 考慮。預留的10%的容量，即30MWh 的容量，可保障參與一次調(diào)頻12MW 的儲能連續(xù)運行2.5 小時（分鐘級即可滿足）， 完全可以滿足一次調(diào)頻的需求，一次調(diào)頻基本不占用儲能系統(tǒng)的容量。根據(jù)

14、工程測算的度電成本為0.35 元/KWh，模擬測算 按預估峰谷差高于0.4 元/KWh 時參與現(xiàn)貨交易。4山西獨立儲能項目的收益4.2 現(xiàn)貨期間市場交易 測算基礎數(shù)據(jù)：5）實際出清96 個節(jié)點，每15 分鐘出清一次價格。為避免100%的準確，本項目容量300MW/300MWh，測算按以下 幾種策略充放電（從優(yōu)到劣）：按額定功率，每次充放15 分鐘，間斷充放，共充放1 小時；按額定功率，每次連續(xù)充放1 小時，共充放1 小時；按50%額定功率，每次充放1 小時，共充放2 小時。4山西獨立儲能項目的收益4.2 現(xiàn)貨期間市場交易 現(xiàn)貨收益：本項目測算按可靠性最高的第三種情況考慮，即年收益按3434萬元

15、計算。運營策略峰谷平均差價（元）充放次數(shù)9個月收益（萬元）全年收益（萬元）策略可靠性1C+15分鐘充放電0.77619933974529低1C+1小時充放電0.77219432934391高0.5C+2小時充放電0.74515825763434最高4山西獨立儲能項目的收益4.2 現(xiàn)貨期間市場交易 峰谷差趨勢預測：目前山西省新能源裝機容量占總裝機容量的31%。根據(jù)山西省電力系統(tǒng) 十四五及遠期規(guī)劃，到十四五末，新能源裝機規(guī)模達到9000 萬千瓦，占總裝機容量的50%以上。遠期規(guī)劃新能源裝機容量的比例會進一步擴大，造成 山西電網(wǎng)的不穩(wěn)定性進一步擴大。另外，山西省用電負荷增加緩慢，造成供 需不平衡進一

16、步擴大。兩個方面分析，未來現(xiàn)貨交易的峰谷次數(shù)、價差會進 一步擴大，預計現(xiàn)貨交易收益未來會一直向好。4山西獨立儲能項目的收益4.3 輔助服務（一次調(diào)頻）4.3.1相關政策：執(zhí)行2022 年5 月18 日，山西能監(jiān)辦出臺的山西電力一次 調(diào)頻市場交易實施細則（試行）。政策必要性分析：山西省做為新能源裝機大省，到十四五末，新能源 裝機容量會達到9000 萬千瓦，完全可以滿足山西省的用電負荷需求。以新 能源為主體的新型電力系統(tǒng)在山西省更為明顯，這就需要大量的性能優(yōu)質(zhì)的 一次調(diào)頻資源做支撐。而大型獨立儲能電站是保障新型電力系統(tǒng)安全可靠、 靈活高效的必不可少的組成部分。所以一次調(diào)頻的政策會一直持續(xù)下去。參與

17、一次調(diào)頻輔助服務年收益為：12MW800 次300 天5 元/MW5.5=7920 萬元。4山西獨立儲能項目的收益4.3 輔助服務（一次調(diào)頻）公式中最大的變數(shù)是收益補貼的變化，故本項目測算按 補貼逐年遞減的方式:1-5年6-10年11-15年16-20年價格（元/MW）6543每年收益（萬元）95047920633647524山西獨立儲能項目的收益4.4 現(xiàn)貨期間參與響應交易相關政策：現(xiàn)貨期間同時參與響應交易收益，執(zhí)行, 山西獨立儲能和用 戶可控負荷參與電力調(diào)峰市場交易實施細則（試行）（晉監(jiān)能202014號）、山西能源監(jiān)管辦關于獨立儲能和用戶可控負荷參與電 力響應交易的補充通知（晉監(jiān)能市場20

18、2198號）。獨立儲能和用戶可控負荷參與電網(wǎng)高峰時段的響應交易，在電網(wǎng)出現(xiàn)電 力上旋備用容量不足時，依據(jù)山西獨立儲能和用戶可控負荷參與電力 調(diào)峰市場交易實施細則，參與響應交易的申報價格按照0600元/MWh執(zhí)行。若每天0.5次調(diào)用，參考現(xiàn)貨交易計算規(guī)則，年收益約為600 萬元?？紤]儲能電站參與響應交易的時段與現(xiàn)貨交易有重疊，暫不考慮 這部分收益。4山西獨立儲能項目的收益4.5其他潛在收益相關政策：根據(jù)國家能源局2021年12月21日印發(fā)的電力輔助管理辦法儲能未來還可在有功平衡服務、無功平衡服務和事故應急及回復服務方 面獲得收益。有功平衡服務主要包括二次調(diào)頻、備用、轉(zhuǎn)動慣量、爬坡 等電力輔助服務

19、；無功平衡服務主要指電壓控制服務；事故應急及回復 服務主要包括穩(wěn)定切機、穩(wěn)定切負荷及黑啟動服務。4山西獨立儲能項目的收益4.7財務評價評價依據(jù)：參考國家能源局發(fā)布DL/T 5435-2019火力發(fā)電工程經(jīng)濟評價 導則。財務評價程序采用電力規(guī)劃設計總院編制的火力發(fā)電工程經(jīng)濟評 價軟件。并在此基礎上根據(jù)儲能電站的特性進行了修訂。4山西獨立儲能項目的收益4.7財務評價1裝機容量MW300.002項目總投資萬元800006建設期利息萬元962.137流動資金萬元900.008銷售收入總額（不含增值稅）萬元186938.059總成本費用萬元150737.0010銷售稅金附加總額萬元1667.5911利潤

20、總額萬元34533.4616項目投資財務內(nèi)部收益率（所得稅前）%7.4717項目投資財務內(nèi)部收益率（所得稅后）%5.8918項目投資財務凈現(xiàn)值（所得稅前）萬元13277.444山西獨立儲能項目的收益4.7財務評價19項目投資財務凈現(xiàn)值（所得稅后）萬元10685.8720資本金財務內(nèi)部收益率%12.2721資本金財務凈現(xiàn)值萬元3711.5722總投資收益率（ROI）%3.7823投資利稅率%2.3124項目資本金凈利潤率（ROE）%7.9325資產(chǎn)負債率（最大值）%80.004山西獨立儲能項目的收益4.6敏感性分析分別對建設投資、一次調(diào)頻次數(shù)和現(xiàn)貨期間市場交易價差進行敏感性分 析，得到結(jié)果如下表所示，可知建設投資最為敏感，依次為一次調(diào)頻次 數(shù)和現(xiàn)貨期間市場交易價差。4山西獨立儲能項目的收益4.6敏感性分析敏感度系數(shù)和臨界點分析表方案類型變化幅度項目投資財務內(nèi)部收益率（所得稅前）（%）敏感度系數(shù)臨界點基本方案7.47建設投資變化分析（%）-20.0011.18-2.4918.98