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用户侧储能开发及投资价值分析

作者:数字储能网新闻中心 来源:智见能源 发布时间:2023-09-21 浏览:

中国储能网讯:2021年7月,国家发改委发布了《国家发改委关于进一步完善分时电价机制的通知》,完善分时电价机制,建立尖峰电价机制,逐步扩大储能在用户侧的峰谷价差套利空间。自通知发布以来全国31个省、市、自治区进行了分时电价改革,对用户侧储能发展产生了深远的影响。

  储能用于峰谷电价套利,用户可以在电价较低的谷期利用储能装置存储电能,在电高峰期使用存储好的电能,避免直接大规模使用高价的电网电能,如此可以降低用户的电力使用成本,实现峰谷电价套利。

 一、峰谷电价及分时电价解读

  据各地电网公司公布的2023年1月电网代理购电价格统计,峰谷电价差超过1元/ kWh的地区有11个省市,超过0.7元/kWh的地区有23个省市。为用户侧利用储能来套利峰谷价差提供了可观空间。

图一 超23个省市的工业用电平均峰谷电价及价差超过0.7元

图二 苏州大工业分时电价(一)

图三 苏州大工业分时电价(二)

  企业只要使用了独立的专用变压器,就会涉及到基本电费(根据变压器来每月收取的电费)。基本电费主要分类两种计费方式,一种是按变压器的容量计费,一种是按照用户申报的需量进行计费。

  ① 容量计费

  基本电费=变压器容量x容量电费;

  ② 需量计费

  a) 核准需量

  核准需量一般不低于变压器的40%;不超核准需量的105%的部分基本电费按照核准需量x需量电费收取,超出105%部分按照2倍需量电费收取;

  b) 实际需量(大多数企业选用)

  基本电费=实际需量x需量电费;

  总电费=基本电费+电度电费+其他费用(防疫优惠/尖峰补收/其他退补/…)。

  假如一个企业的基本电费确定是按容量收取之后,就确定了基本电费,然后再根据每个月实际在尖峰平谷时段所用电量计算电度电费。

  二、用户侧储能的优势及收益分析

  储能有助于企业管理容量费用。对于大的工业企业,因现行的两部制电价,供电部门会以其变压器容量或最大需用量为依据,每月固定收取一定的基本电价。这些企业可以利用储能系统进行容量费用管理,即在用电低谷时储能,在高峰时释放,实现在不影响正常生产的情况下,降低最高用电功率,从而降低容量费用。

储能削峰可以降低基本电价

  储能系统成本和峰谷价差直接决定用户侧储能的投资效益。假设工厂每年开展生产300天,根据计算公式:静态投资回收期=(电池容量*单位容量一次性投入成本)/(每日高峰期用电量*峰谷价差)/300,约定企业安装电池容量等于其平均每日高峰期用电量,可以看出在不考虑维护成本前提下,投资回收期只与储能系统一次性投入成本和峰谷价差有关。

  以广东省峰谷价差0.86元/kWh为例,采用不同的电池技术,计算各自的投资回收成本。

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  锂离子电池快速发展所带来的成本优势将助其逐渐扩大市场。利用铅炭电池套利静态投资回收期不足5年,已经具有商业化可行性。由于锂电池成本相对较高,现阶段锂电池的投资回收期要长于铅蓄电池。根据CNESA的统计,2017年用户侧领域新增电化学储能项目中,铅蓄电池所占比重最大,为77%,剩余为锂电池,也说明出于成本考虑,现在企业更倾向于安装经济效益更佳的铅蓄电池。但随着锂离子电池技术迅速发展,其成本自2010年以来已经下降近80%。

  电池作为整个储能系统中核心组成部分,成本占到整个储能系统成本的50%,是储能系统后续降本的重要渠道。2021年我国磷酸铁锂电池储能中标价格大多集中在1.2-1.7元/Wh。而根据彭博新能源财经(BNEF)测算,2022年全球电化学储能EPC成本约为261美元/kWh(折合人民币约1.66元/Wh),预计2025年将降至203美元/kWh(折合人民币约1.29元/Wh)。2021年以来大量EPC中标价格1.3-1.7元/kWh之间。

  三、用户侧储能电站的开发与场景选择

  1、第一类用户:负荷有很明显的峰谷变化的。

  这类用户特点如下:

  变压器容量不大于5000KVA,最高负荷60-80%,按照容量交基本电费;

  日用电峰谷期跟随作息时间一致波动;

  年用电量不大于2000万千瓦时;

  本着“充得满,放得完”最经济原则,储能电站可安装容量2-6MWH。

  用户集中在木材加工厂、园区、写字楼等。

  场景分析:储能的充电容量可以在谷时段用变压器的富裕容量解决,储能的最大装机容量也取决于变压器的谷时段的富裕容量。

  2、 第二类用户:

  负荷相对比较稳定的,无峰谷特征;

  这类用户特点如下:

  变压器容量不小于4MVA-100MVA,最高负荷30-50%,按照需量交基本电费;

  24小时用电,无峰谷差别;

  年用电量不小于2000万千瓦时;

  本着充得满,放得完最经济原则,储能电站可安装容量2-60MWH。

  用户集中在纺织、线路板厂、电子厂、数据中心等。

  场景分析:基本电费是最大的问题,由于负荷是均匀分布的,则储能的充电容量,就取决于变压器在谷时段时否存在富裕容量。

  3、第三类用户:

  高能耗企业,错峰用电的,谷电比例高。

  这类用户特点如下:

  变压器容量不小于4MVA-100MVA,最高负荷50-80%,按照容量交基本电费;

  错峰用电,谷电占比不低于50%;

  年用电量不小于2000万千瓦时;

  本着充得满,放得完最经济原则,储能电站可安装容量2-10MWH。

  用户集中在钢铁等高耗能企业等。

  场景分析:峰段负荷低,谷段负荷高,充不满放不完,是储能安装的最大问题。

 四、储能投资收益

  1、储能电站成本

  1.1 系统成本:

  当前国内的大型储能电站的成本价格已经稳定在1.4元/Wh以下,可参照下表的中标统计数据。

2021年部分磷酸铁锂电池储能电站EPC招标情况

  由于用户侧储能的容量相对较小,其系统建设成本(EPC)价格较大型储能电站要略高,接合接入系统的成本,综合考量,期价格在1.4~1.5元/Wh是完全可行的,

  1.2 度电成本:

  度电成本是指在储能电站生命周期内,系统造价/充放电的电量,电池的循环寿命是重要的指标。

  以下以250kW-500kW/1000kWh系统为例说明:

  当系统成本进一步下降到150万/MWH,则投资收益率约为9-10%。

  2.未来的预测与走势

  拉大峰谷价差后,当系统成本下降到150万/MWH时,项目投资收益率会达到15%;但用户的吸引力还不够,合同能源管理模式将是主要投资方式。由于竞争激烈,用户分成比例提高那是必然的,投资方的收益率会被限制在9-10%。

  五、留给我们的思考与建议

  (一)目前制约用户侧储能发展的,主要有以下几个因素:

  1、电价差太小--现有成本下,价差要有9毛以上才能满足投资回报率需要;

  2、没地方安装--1MWH储能电站,占地20平米;

  3、用户分成比例小--10%的分成比例,1MWH约3万;

  4、两部制电价---基本电费制约了很多用户可安装储能的容量;

  5、系统成本偏高--目前锂电池EPC成本需要200万元/MWH。

  6、循环次数之谜--锂电池DOD 90%-6000次,铅碳DOD60%-3000次?

  (二)建议

  1、基本电费是用户侧储能的最大拦路虎,储能充电时,不应该增加基本电费;

  2、需要加快确认储能电站作为市场主体参与的地位,参见《分布式发电管理办法(意见征求稿)》。

  3、储能集成商需要进一步优化设计,降低成本。

  4、储能是定制化方案,需要结合用户负荷特性来考虑安装储能的容量,建议设立领跑者项目,给与更多的政策支持。

  5、储能电站纯靠峰谷价差是很难满足投资要求,需要结合辅助服务,需量管理综合考虑。

  6、安装位置:需要统筹考虑配电网变电站(110/220kV)集中式与用户端分散式相结合。


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关键字:用户侧储能

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