获益于“十四五”储能产业方针利好,以及新式储能技能使用商场的快速开展,商场前景被上市公司及出资方长时刻看好,企业正加快多元布局。
在新式电力体系中,储能将成为至关重要的一环,是新动力消纳以及电网安全保证必要保证,在发电侧、电网侧、用电侧都会得到广泛的使用,需求空间宽广。国内商场,风景强制配储方针推进储能需求指数添加。在商场需求迸发以及方针鼓舞的两层推进下,老练的抽水蓄能、锂电储能出现迸发性添加,其他新式储能技能也进入了开展快车道。
平准化度电本钱(Levelized Cost of Energy, LCOE),是对项目生命周期内 的本钱和发电量先进行平准化,再核算得到的发电本钱,即生命周期内的本钱现值 /生命周期内发电量现值。
相类似地,储能的全生命周期本钱即平准化储能本钱(Levelized Cost of Storage,LCOS)。LCOS 能够归纳为一项储能技能的全生命周期本钱除以其累计传输的电能量或电功率,反映了净现值为零时的内部均匀电价,即该项出资的盈余点。平准化储能本钱(LCOS)量化了特定储能技能和使用场景下单位放电量的折现本钱,考虑了影响放电寿数本钱的一切技能和经济参数,能够与平准化度电本钱 (LCOE)类比,是进行储能技能本钱比较的适宜东西。
详细而言,平准化储能本钱为出资本钱、运营保护(O&M)、充电本钱,三者 之和除以出资期间的总放电量,鉴于数据的可得性,暂不考虑放电深度和容量阑珊、 收回本钱。
容量本钱是指储能体系中与储能容量相关的设备和施工本钱,如电池储能中的电池、电池集装箱等设备费用和施工费用,抽水蓄能电站中水库的本钱,压缩空气储能中储气室和储热体系的本钱等。
功率本钱是指储能体系中与功率相关的设备和施工本钱,如电池储能体系中的变流器、变压器等设备,抽水蓄能电站中的水轮机,如电池储能体系中的变流器、变压器等设备,抽水蓄能电站中的水轮机,压缩空气储能中的压缩机和胀大机等。
如公式中所示,CE 为随容量改变的装机本钱,CP 为随功率改变的装机本钱,功率本钱+容量本钱=单位功率本钱*储能功率+单位容量本钱*储能容量=单位功率本钱*储能容量/放电时长 +单位容量本钱*储能容量。
充电本钱是核算度电本钱的重要要素,但因为充电本钱需求考虑电价自身,各区域差异化较大,很难比较。别的,不同类型电力动力上网电价也不相同,风电、气电、火电价格较贵,风景完成点评上网。因而,假如仅从比较各类储能技能的度电本钱视点动身,能够一致不考虑其充电本钱 PC,只考虑其贮存和开释进程的本钱。
要核算储能的度电本钱,就要储能体系全生命周期能够开释多少度电或循环的次数。这其间涉及到储能体系的体系寿数 T(年为单位)、年循环次数 n(t)、以及循环功率。
为了比照各类储能技能度电本钱的改变趋势,首要对各类技能到 2030 年的储 能容量、能量单元本钱、使用寿数、充放电功率等进行假定:
假定 2030 年前储能技能开展速度较快,后期跟着技能、设备老练度进步,降本速度逐步放缓,即假定 2020-2030 年期间以上几种储能方法容量本钱下降 20%。
铅炭电池,因为资料本钱(铅)占比较大,因而其容量本钱下降空间较为有限,假定 2020-2030 年容量本钱不变。
抽水蓄能方面,假定 2020-2030 年抽水蓄能容量本钱上升 10%。
压缩空气储能方面,考虑到压缩空气储能所用设备均已高度老练化,因而其本钱下降起伏有限,假定到 2030 年本钱下降 10%。
铅炭电池资料本钱占比较高,本钱下降空间有限,假定 2020-2030 年,铅炭电池功率本钱下降 10%,其他电化学储能功率本钱下降 20%。
机械储能方面,考虑到压缩空气储能所用压缩机、胀大机、储气、热交换等设备均已高度老练化,因而其功率本钱下降起伏也有限,假定到 2030 年下降至 7500 元/kW。
假定短期内到 2030 年锂离子、钠离子电池充放电功率到达 90%,液流电池、铅炭电池充放电功率到达 85%。抽水蓄能、压缩空气储能充放电功率也有小幅提高,但相对其他技能充放电功率较低。
折现率是指将未来有期限预期收益折算成现值的比率。折现率越高,就意味着 关于当下的偏好越高。这一概念也能够用于储能的本钱核算。假定储能本钱的折现率为 7%, 每年的运维费用一般为初始出资本钱的 3%左右。
1、从2020 年来看,各类储能技能度电本钱的排序从低到高别离是:抽水蓄能
抽水蓄能依然是当时度电本钱最低的计划,显着低于其他储能技能,锂离子、全钒液流电池储能本钱适当,是仅次于抽水蓄能的度电本钱较低的技能。
压缩空气储能、钠离子电池储能度电本钱也处于1 元/kWh 之下,钠硫电池、氢储能尚不具有本钱优势。
2、到 2030 年,各类储能技能的度电本钱从低到高排序或依次为:锂离子电池
也就是说,若锂离子电池容量本钱、功率本钱在 2020-2030 年能完成 20% 的下降,则到 2030 年其平准化储能度电本钱将有望低于现阶段最经济的抽水蓄能。
总体上看,全钒液流电池、锂离子电池均有望完成较大起伏降本,到 2030 年仍是电化学储能中度电本钱最低的两种技能;铅炭电池、钠离子电池、压缩空气储能度电本钱其次,氢储能度电本钱依然处于较高水平。
因为抽水蓄能、压缩空气储能、重力储能等机械储能物理储能寿数更长,均在 30年左右,因而从现阶段看,其度电本钱自然会更低,比较之下,电化学储能的体系寿数较短,在度电本钱上较机械储能没有显着优势。因而,平准化储能度电本钱更适合将各类电化学储能、各类机械储能别离进行比照。
以大型锂离子电池储能电站为例,100MW/200MWh 是比较常见的装备,其 中 100MW 是指对外充放电的功率,200MWh 是指容量。一般能够理解为与直流侧相关的部件与时长、容量相关,而沟通,即逆变器之后的环节与功率相关,与时长无关。所以,能够将储能体系各部件的本钱大致分为与容量相关、与功率相关两部分,即容量本钱、功率本钱。也有部分与容量、功率都无关的本钱,比方电池办理体系(EMS),但因为占比较小,在咱们的测算进程中暂不考虑。
储能,即能量的存储,指在能量充裕时使用设备或介质将能量存储起来,并在 需求时再开释的进程,其本质是调理能量供求在时刻和强度上的不匹配问题。
关于风电、光伏等间歇式动力而言,当期发电本钱、储能度电本钱之和低于火电时,其比较火电则更有优势。例如,在一些资源较好的的区域光伏发电本钱在 0.1-0.15 元/kwh,那么只需上网电价高于这一价格就能够完成盈余。而假如配套一个储能体系,跟着其循环次数快速提高,假定储能体系自身的度电本钱能够下降至 0.2 元,则经过储能体系输送电本钱则为 0.3-0.35 元/kwh。以国电电力为例,2022 年 1-6 月均匀上网电价 为 0.35 元/kwh。
因而,若当时储能度电本钱能够下降至 0.2 元/kwh 及以下,则光储结合比较火电或具有经济性,而其二者结合供给的电也愈加安稳可控。但各区域发电本钱、上网电价不同,或存在必定差异性。
关于锂电池储能体系而言,充放电时常常与功率、容量相关。以现在的 200MWh 体系为例,若以 100MW 功率放电,能够开释 2 小时,假如以 50MW 功率放电,放电时长能够到达 4 小时。假如装备 800MWh 大容量的电芯也并非不能够,但因为电芯价格较贵,在锂电池储能 EPC 度电本钱占比中近一半,因而,添加电池容量必然会导致本钱大幅提高,在当时储能收益较小的阶段,做更大容量电芯并不合算。