電化學(xué)儲能商業(yè)模式及經(jīng)濟性分析

電化學(xué)儲能商業(yè)模式及經(jīng)濟性分析我國鄭重宣布力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前實現(xiàn)碳中和，《2030年前碳達峰行動方案》明確了碳達峰路線圖，要求積極發(fā)展“新能源+儲能”、源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補，支持分布式新能源合理配置儲能系統(tǒng)。但就實踐情況看，市場機制不成熟，投資儲能經(jīng)濟性差；整體處于示范和部署階段，成本仍具備較大下降空間。雖然已有多種商業(yè)應(yīng)用，但本質(zhì)還是依靠峰谷電價套利和參與電網(wǎng)輔助服務(wù)獲得補貼來獲取利潤，在不斷改進儲能技術(shù)的基礎(chǔ)上，還需要政府政策的引導(dǎo)使儲能更好更快地發(fā)展。電力系統(tǒng)儲能的主要用途儲能可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)和用電側(cè)。發(fā)電側(cè)主要用于電力調(diào)峰、輔助動態(tài)運行、系統(tǒng)調(diào)頻、可再生能源并網(wǎng)等；輸配電側(cè)主要用于緩解電網(wǎng)阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴容升級等；用電側(cè)主要用于電力自發(fā)自用、峰谷價差套利、容量電費管理和提升供電可靠性等。商業(yè)模式及經(jīng)濟分析用電側(cè)經(jīng)濟分析（度電成本約0.51元/kWh,工商業(yè)/大工業(yè)場景具備套利空間）儲能度電成本（LCOS）為國際通用的成本評價指標(biāo)，其算法是對項目生命周期內(nèi)的成本和放電量進行平準(zhǔn)化后計算得到的儲能成本，即生命周期內(nèi)的成本現(xiàn)值/生命周期內(nèi)放電量現(xiàn)值。經(jīng)測算工商業(yè)/大工業(yè)場景兩充兩放配置時長3小時，度電成本約為0.51元/kWh,在全國多數(shù)發(fā)達省份已基本具備套利空間。此外，在測算時沒有考慮尖峰價格，同時針對不同地區(qū)的峰谷時段，儲能運行策略還有很大的優(yōu)化空間，因此實際上可能會有更多的省份已具備套利空間。測算核心假設(shè)：（1）因產(chǎn)品性能參數(shù)和單位價格差異較大，假設(shè)磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)成本為1.50元/Wh。（2）因容量型和功率型儲能電站的功率轉(zhuǎn)換成本差異較大，考慮到用電側(cè)儲能主要是套利需求，假設(shè)功率轉(zhuǎn)換成本為0.35元/W，土建成本0.20元/W。（3）其他成本主要包括入網(wǎng)檢測費、項目管理費等附加費用，假設(shè)其他成本為0.15元/W。（4）容量型儲能電站主要采用遠程監(jiān)控與定期巡檢結(jié)合的方式，運維相對簡單，假設(shè)每年運維成本占投資成本的0.5%。（5）考慮到磷酸鐵鋰電池的電極材料中不含有鈷、鎳等貴金屬元素，回收價值較低，假設(shè)殘值為5%。（6）電化學(xué)儲能系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的終止標(biāo)準(zhǔn)，考慮安全性和電池容量衰減特性，假設(shè)70%為系統(tǒng)終止報廢標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)每年運行350天，每天2充2放，則系統(tǒng)壽命約7年。假設(shè)儲能系統(tǒng)衰減特性為線性函數(shù)，估算90%放電深度下單次循環(huán)衰減率約為0.005%。

表1：儲能度電成本（LCOS）測算假設(shè)參數(shù)表初始個挖黃施力：t欣明X1173羸境功不（MW3巧[.30在績*叭4M%hi45功率櫛換成本《元放啦常呼DnD?%上噓得-1JU-Wtl)*￥氤統(tǒng)效率KK%拈聞1：本CK>Wh）施成人16m033品陣右盤《次》50000.0)證次酒條總茂樂0.005%物能做神器5%壽命穌止尊乖（%>70%坨率轉(zhuǎn)推時值率i%H均訪壞工蟄2上宏城優(yōu)率州拓年均1棒叼長丁”甘該曲t軍）1'系悅珞晶《年〉7/營用在）?貼現(xiàn)率8%稅率35%表2：儲能度電成本（LCOS）測算過程第。年第1年富士年綱3年第J隹第5年*年對的牙身棉包事（前力元）加0G折IU導(dǎo)汽的0置找輯團由機mi4—卻舊導(dǎo)致的杖野醛比坦植24：522.卻116士做1川，|,7|i￡小打東現(xiàn)也和l向JjaJIJ1運程也至限他0.234ainD.2DI口」加”也0.IM)0.14次同固定產(chǎn)城m現(xiàn)％i再打心5JU放也H現(xiàn)心川HVM卜H44II一—--II同一tkWh)工曾flfl1.打1浦川金5IS943.R2I4255J4137?3^1JIW.7DIX'fltS(私Wh}VJ1輸配電側(cè)經(jīng)濟分析里程成本約3.93元/MW,電力輔助服務(wù)市場具備盈利空間隨著全國可再生能源裝機規(guī)?？焖僭黾?，電網(wǎng)的沖擊壓力越來越大，各省相繼出臺相關(guān)政策文件，明確儲能參與電力輔助服務(wù)市場的規(guī)則。已有19個省將電儲能納入交易體系，其中參與調(diào)峰與調(diào)頻是儲能獲取收益的主要來源。表3:部分省份AGC補償計算規(guī)則

坦區(qū)弗苗方天可用時間0N里程調(diào)格名?*AH?用曰事?中卜桂十肥再善愛/f.H，量■調(diào)用(串*Mfl停t干承」蝴i切1狎C看心、存調(diào)**件愧拊■布hrojj廣東麓里也程十謁再書?國巾F程.同恃性能**5J-I5.VMW)f調(diào)修器眥工的Jl/MW件令闔昧性晚船臨不小于05簟西■?陽西,詞博帝也J?節(jié)里程?蠲節(jié)^W小耐:令站/此JRMW所n粘牝網(wǎng)■元山西投貼岬間+用廿出用10后小叫調(diào)冏第坦?渭節(jié)性能?(5-H)K/MiWH/f京坪驕司節(jié)里博/調(diào)外部收”謂代住能?l<M2山rJ山第一一刑」謂世飆度寸調(diào)節(jié)性3H,^Mw>f/TijaH―磯建J調(diào)B魏覆,調(diào)節(jié)"第?fJ四川調(diào)1川H『/介略Gl獻敏?Ml/L'MWhf除臺?兇11味力|1?馨芹與申祖MK"市場年蘇馬我神卷十躥雨里程/M節(jié)隔嵯中國情性臉*3jt.rMWcHk.flW*(0l-l^Mw>可申罪表4：部分省份儲能調(diào)峰補償計算規(guī)則地區(qū)?An?升層怕相篇刖第熟為時咖M10MW及岐上薦限圃峰?±M收工元awn常：&打盟調(diào)啡1上班口必皿NM1才施府MW.③l\1Wh殳凰I與現(xiàn)屯場一聚即瞳電站雙電梆而設(shè)階挈、電網(wǎng)調(diào)峰05XAWh安勒IMCWMMWh蜃以1凰帽上班O.￡JL.lWh東北jflMW/WMWh&LUf祥除網(wǎng)峰1W,4-I兀4Wh用戶用就檢月邊至喙：O.Lfl.2JL-1^11中也網(wǎng)"IMGi荷世峰；3世.v|'L”41.取SMnnWh.Oufr/L.-VWh.ufljLkWh江蘇G肝正峰MfriW-UMiUfrtiMkl.?JI回調(diào)歌苛調(diào)叫司際德(即4小用上限1jl.IWIi,擊蜘他0小肘.H2jdWIh濯改調(diào)W：卜網(wǎng)&15面*嗝、山西WlMW/JHlMWh比以」修一一場1體?峰”.巧4k5nAWhMlOMW/WMWb段以上火電i*阻圜好匕眼岫元”w匕■此MMWNOMWh段以\火電就皮謝峰上取HEJkWhKtf■5MWiiHJtMWhi.^W1發(fā)電惻氣艙035x-Wh山東調(diào)崎口金i&lWli串It第b3,fiIldMW.^JMWhi泰建1E口上足**h班州i■蚱h.ftt儲元*WbH市調(diào)蚌上限0.5后kWhir摘調(diào)蚱h.flt6*JulWh河田M崎RA05-06xAWi'hi我由火電調(diào)好1奧tt.ir；W在已發(fā)布調(diào)峰輔助服務(wù)市場規(guī)則文件的省份中，約有13個省份明確儲能可參與調(diào)峰。根據(jù)前文的測算，配置時長3h的儲能系統(tǒng)度電成本約0.51元/kWh,參考各地區(qū)調(diào)峰補償價格，在東北、安徽、山西、江蘇、青海等多個地區(qū)已具備盈利空間。里程成本是指在功率型調(diào)頻儲能電站的生命周期內(nèi)，平均到單位調(diào)頻里程的電站投資成本。里程成本是評價儲能電站參與電網(wǎng)一次調(diào)頻或二次調(diào)頻經(jīng)濟性的重要指標(biāo)?？紤]時間價值后，其算法是對項目生命周期內(nèi)的成本和調(diào)頻里程進行平準(zhǔn)化后計算得到的儲能成本，即生命周期內(nèi)的成本現(xiàn)值/生命周期內(nèi)調(diào)頻里程現(xiàn)值。經(jīng)測算儲能里程成本約為3.93元/MW。在參與調(diào)頻服務(wù)的應(yīng)用場景中，在保證調(diào)頻里程的前提下，目前在福建、廣東、蒙西、山西、京津唐、山東、甘肅、四川等多個省份已基本具備盈利空間。測算核心假設(shè)：（1）假設(shè)采用磷酸鐵鋰電池的功率型儲能系統(tǒng)成本為1.50元/Wh?？紤]到參與電力輔助的應(yīng)用場景和功能要求更為復(fù)雜，假設(shè)功率轉(zhuǎn)換成本為0.50元/W，土建成本0.20元/W，其他成本0.15元/W。（2）假設(shè)每年運維成本占投資成本的3%。（3）由于儲能系統(tǒng)參與調(diào)頻屬于短時高頻低深度充放電，系統(tǒng)循環(huán)壽命要遠高于滿充滿放循環(huán)壽命。目前調(diào)頻儲能系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的終止標(biāo)準(zhǔn)，考慮安全性和電池容量衰減特性，假設(shè)系統(tǒng)壽命為5年。表5:儲能里程成本測算假設(shè)參數(shù)表

餐農(nóng)總值參數(shù)xm巧植全盤邵質(zhì)本心1.20展挽助率iMW）10他修廉推醺品（A.'W>i.Su泉城WillLMWhi3功》*:黑戌肌f疝附）050鈾?quán)娬緳z隼土建成梟?必0.20白&AGC廟:出料陵恭治O'.W兒的成&iJC/W)0.H調(diào)蔡出打黑找on華均地邙一九520.10成血冰假DoOw%儲罐用域雙,率S%即運有35。坨邛率換樓位群29%我換對命5土遼或憂475%就能有牲聯(lián)理哨府興撥時何?win）IE史漫明（年］1ttftWttWMfiJHWMl(nu)2運新期『舉）513貼理率S%稅率25%表6:儲能里程成本測算過程第。年第1年第2年第3年第4年第5年［初此全投蟒成本1百為元）16.00折舊導(dǎo)致的現(xiàn)JHHblHl和［言萬元）232折陽導(dǎo)致的稅費at型現(xiàn)馥1)540.50CU60.430.40運維碘本現(xiàn)怕和（百方元）2.87運攤成本覘值fl.67Q620.57fl.53049國定資產(chǎn)帙值現(xiàn)飽（百萬元）121年均酒靦吧加亞值和MW）3654年均謝珀里和現(xiàn)侑H477R5726673里程成本（7L/MH）393在之前測算的假設(shè)條件下，同時考慮火電站每年100萬保底費用以及50%的收益分成，預(yù)計火儲聯(lián)合調(diào)頻項目IRR約8.8%,回收期約8年，已具備較好的經(jīng)濟性。表7:火儲聯(lián)合調(diào)頻項目IRR測算造11年?1年Ml￥第a年年M5年為6年席『年我鑿年JM年鼎E?年W始會檢更戌*■,頡惻■2曲調(diào)曲曲兒4萬元）15001500ISO'113001500I54JU15001500I5W■戌用用七兩元j(IDOiurn.岫UfWjUODj迷曲(inohllOQtOODl*d叫電話f萬藏＞I^DOiiMKh根j13UU)彳泗）產(chǎn)判t9N，曬d叫［沏運常時用（打兀j(lOOf<l<X*li\DO)Nonjd(?)UCKh.喇II00J收星打占比包Kt%.5ft%50%*0%50%50%ERITDA1打元1W-WO<W砸-wu鋤砌-KM>4W他糧trg工孫F獨的w(20j11HM的*徹的，訓(xùn)-m青MgIIMWli傾3皿MJ581J■捌爾30?361助362*計存理會說《邕兒1H22UiHbCJjr?i]rflts：i⑸St{214b51。必IRR發(fā)電側(cè)經(jīng)濟分析強制性配套政策疊加經(jīng)濟性拐點，新能源側(cè)儲能裝機持續(xù)高增目前已有19個省市出臺相關(guān)文件，儲能配置比例一般為10%-20%，容量時長一般為2小時。“配置儲能優(yōu)先并網(wǎng)”也由電網(wǎng)企業(yè)與新能源開發(fā)商私下達成的一種潛規(guī)則逐漸變?yōu)槊饕?guī)則。為了探究配置儲能對于新能源發(fā)電項目的影響，假設(shè)三個情景：基準(zhǔn)情景設(shè)定為一個典型的光伏電站，測算項目IRR約為8.3%；假設(shè)情景1為在基準(zhǔn)情景上配置儲能系統(tǒng)，但儲能系統(tǒng)僅用作減少棄光率用途，測算項目IRR約為7.3%；假設(shè)情景2在假設(shè)情景1的基礎(chǔ)上，考慮儲能系統(tǒng)同時參與調(diào)頻服務(wù)，測算項目 IRR約為8.2%。由此可見，對于一個典型光儲電站，如果可以參與輔助服務(wù)市場，將對經(jīng)濟性有較大提升，基本實現(xiàn)項目IRR8%以上的收益率要求。核心假設(shè)：（1）假設(shè)光伏電站裝機規(guī)模100MW，儲能配置功率為電站功率的10%-20%，配置時長為2小時，即假設(shè)配置儲能系統(tǒng)容量為15MW/30MWh。（2）考慮到項目地點、類型不同初始投資成本差異較大，假設(shè)典型光伏電站單位初始投資成本約3.8元/W,典型儲能單位初始全投資成本為1.8元/Wh。假設(shè)光儲電站部分設(shè)施共用，其中固定資產(chǎn)占比約80%，年均運維費用約占投資的1%。（3）假設(shè)儲能采用國內(nèi)主流路線磷酸鐵鋰電池，由于不含貴金屬回收價值較低，假設(shè)儲能殘值與光伏電站殘值一致，均為5%。（4）根據(jù)國家能源局公布的2019年上半年電力輔助服務(wù)補償數(shù)據(jù)，年平均補償價格約為20元/kW，按照15MW容量則年平均補償約30萬元?？紤]到電力輔助服務(wù)費用逐年升高，同時儲能調(diào)頻效率、響應(yīng)調(diào)頻時間遠優(yōu)于其他類型機組，假設(shè)15MW儲能裝機年平均補償約50萬元。為簡化計算，僅考慮調(diào)節(jié)里程收益，不考慮調(diào)節(jié)容量收益及調(diào)峰收益，同時參考各省份AGC補償規(guī)則，可粗略拆分為調(diào)頻補償系數(shù)約5元/MW，調(diào)頻里程約10萬MW/年。（5）假設(shè)電站運營期為25年，其中逆變器壽命為15年，儲能系統(tǒng)僅儲存棄光電量時壽命為15年，參與調(diào)頻服務(wù)時壽命為5年。表8:光儲電站經(jīng)濟性測算假設(shè)參數(shù)表

售的就磕靜踐較值It優(yōu)電咕鼻機100上陽電冊（JC）0J5此仙柑R投贏43.8有我料他小時故1500■申■同隹量產(chǎn)占ItRCH^春電率5H幟述W特蒙酶分電?MW/MWti}L5/X調(diào)模伸恰5|他也.孫始金收匿怔本（斤/Wb）1,8跖著陰《年》25K-t'r固定錢產(chǎn)占出峭年年運道掂用FTP43航|甸的書投刪氏本（百萬元》4J0逆無屏4儲槐系晚壽圖件:15京砧電站殘加率5%秫應(yīng)科存均如諉數(shù)350折in期《年，州幡能素茂鈉■冷邛陽［再MW）10怛件貨流什語2%.之用fl.5%收率25%基準(zhǔn)情景（光伏電站）：經(jīng)測算，在不增加儲能的情形下，光伏電站的全投資收益率約為8.3%。表9：基準(zhǔn)情景-光伏電站IRR測算轉(zhuǎn)。年Mil年第2年MJ年3年卡般年第s年第T年第K年一帚"隼.?第站年初的校?；⒈?JJi/?岫立修口網(wǎng)*隨ga)1調(diào)制發(fā)電匕（hLWh）1以31口!WiIMH61317571押91%1臺甘1孫912W:K?MtX(TlljtJ幅陰4S6J耶M林15479114T674T43.471945574134玷堆餐用t打血1i.Mk(.W)1加1(3R0>i.WOt口部卜4j^0idJBQi曝和工萬元》e7ft卜林1曲?663)i657l胸］iI4M5)櫥川的N卜1593)牌；|法現(xiàn)后漁工萬運J1UltfXlF網(wǎng)短3期才.TO5j75yi3141J管工JXS羽50*限GKKSJ%假設(shè)情景1（光儲電站+減少棄光率）：經(jīng)測算，在基準(zhǔn)情形下增加儲能系統(tǒng)，當(dāng)儲能系統(tǒng)僅僅用于儲存5%棄光的電量，則光儲電站的全投資收益率約為7.3%，較基準(zhǔn)情景下降約1%，不滿足通常情況下8%的要求回報率底線，說明目前情況下減少棄光率的單一用途難以保證儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性。表10：假設(shè)情景1-光儲電站IRR測算（僅考慮減少棄光率）?口華和耳n■J隼第1*￡庫第T年豪*隼…Hl!SEMB年，的毅霸翊E?JJJL>… E均坳BT萬元i—班E 變弊發(fā)電信■:小kWh）14700I4A2714期IUE11期或14336姆珀141^… 11704■,■I/H1M獨電收AT燈元35網(wǎng)力沖乂網(wǎng)54BK曲S0I844h￡*” 4?Wi… 則2跖出現(xiàn)用Uijcj<430)以叫awiH班i4Mh4Mi-I.Ui赭那卜'■"Mio)■"c4J4j事員ttixfmxj【幅宜a的力4M此怖劃iWi而第1…，網(wǎng)”““ H口帖」審理￡辿￡與元）N3C0(hmi卻患MMm3W?泗1第33券H- 06^1RR1-5%假設(shè)情景1（光儲電站+減少棄光率）滿足項目IRR8%,需要儲能系統(tǒng)初始成本下降約39%，或光伏電站初始成本下降約8%。對光伏電站和儲能系統(tǒng)初始全投資成本做雙因素敏感性分析，在光伏電站初始成本3.8元/W基準(zhǔn)假設(shè)下，儲能系統(tǒng)初始成本需要下降至1.1元/Wh（降幅約39%）才可保證項目IRR在8%以上；在儲能系統(tǒng)初始成本1.8元/Wh的基準(zhǔn)假設(shè)下，光伏電站初始成本需要下降至3.5元/W（降幅約8%）才可保證項目IRR在8%以上。表11:光儲電站初始全投資成本敏感性分析表龍伏電站初始至投資戢本（元加）括糙*揖制船金投值國本［元出h）111,7IK1.4UL11.13%打13%7.52%T.bik7.71%K.CJ0%J.7節(jié)：g7.7VHK.CW%&隊心3.67J8%工師將8.08%S.I8%8.3B%禮35%S.JS%8.59%J.S8.17%H-Z7%Ss5M%假設(shè)情景2（光儲電站+減少棄光率+參與調(diào)頻服務(wù)）：經(jīng)測算，在假設(shè)情景1情形下，考慮儲能系統(tǒng)不僅用于儲存5%棄光的電量，同時參與輔助服務(wù)市場，則光儲電站的全投資收益率約為8.2%，較基準(zhǔn)情景下降約0.1%，基本滿足通常情況下8%的要求回報率底線，說明儲能的多用途收益可以基本保證光儲電站的經(jīng)濟性。表12:假設(shè)情景2-光儲電站IRR測算（考慮減少棄光率+參與輔助服務(wù)）第u年Mi年第2■年第3年*年■茁年Kb年STS密國尋eM1S*...帚瞽年|和陸技埼龍本miIWJie 爐7M時值切心250? 373… A5W專電帛5州“|心前i-4+ai|-444>^lrmH2iMHIM一 日KM… 1JdM一電&入1萬元J514S5119SMM5O6H5W3川|昌/ 47>?― 4562|訓(xùn)垢也除收人300(1iOOO10001項IDODIOTQKMXlIWD… M- l(RXl元雄覘用E月記】i3期(530)I.3MHI5WP（劃「C5JUI(5MH口訓(xùn)? 岡明… (33CI)18911IWSTjFMUJ[3741(S611[1551IIW3e"■■ (I23S]了地至iftC/J7E1plinth步經(jīng)比曜礴■46M*小4弼- 1如