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各類儲能技術(shù)度電成本分析

國內(nèi)儲能項(xiàng)目進(jìn)展系列匯總

戶用儲能系列匯總

戶用儲能成本與收益計算系列匯總

昨天和大家分享了長時儲能系列的第七部分：熔鹽儲熱優(yōu)劣勢和產(chǎn)業(yè)鏈

今天和大家分享第八部分：儲能全生命周期成本計算

一、計算方法：測算各類長時儲能技術(shù)的 LCOE

為體現(xiàn)投資的時間價值，采用凈現(xiàn)值法計算儲能電站的收益。對于儲能項(xiàng)目，現(xiàn)金流入為放電電量的電費(fèi)收入和其他來源收入。令 NPV 等于 0 的放電電量電價即為全生命周期儲能度電成本。NPV=∑(收入-成本)/(1+折現(xiàn)率) 第 n 年。令 NPV=0， 得到上網(wǎng)電價，即度電成本。

1、收入計算方法

第 n 年的收入=第 n 年的上網(wǎng)放電電量*上網(wǎng)電價+第 n 年的其他收入來源 其中，年上網(wǎng)電量與儲能容量、自放電率、循環(huán)衰退率、年循環(huán)次數(shù)和放電深度有關(guān)。

2、成本測算方法

第 0 年的成本=初次投資成本 第 n 年的成本=年維護(hù)運(yùn)營成本+替換成本+充電成本+回收成本（n≧1） 細(xì)分成本結(jié)構(gòu)如下：?

1）初始投資成本，指儲能系統(tǒng)建設(shè)時投入的總成本。

2）年維護(hù)運(yùn)營成本，指儲能系統(tǒng)每年運(yùn)行和維護(hù)過程中產(chǎn)生的費(fèi)用，可拆解為 容量維護(hù)成本、功率維護(hù)成本和人工運(yùn)營成本。

3）替換成本，指由于儲能系統(tǒng)組件壽命等因素，需要按照指定的時間間隔進(jìn)行 更換，在替換組件過程中所產(chǎn)生的費(fèi)用。

4）回收成本，指儲能系統(tǒng)在使用壽命終止時項(xiàng)目拆除所產(chǎn)生的費(fèi)用和設(shè)備二次 利用帶來的收入之差，若拆除成本大于二次利用帶來的收入，則回收成本為正值；反之則回收成本為負(fù)值。

二、核心假設(shè)：基于當(dāng)前時點(diǎn)的技術(shù)與成本情況

在計算儲能技術(shù)全生命周期成本之前，我們做出如下假設(shè)：?

1）假設(shè)儲能電站僅依靠調(diào)峰獲利，每年其他收入為 0。?

2）假設(shè)抽水蓄能和壓縮空氣儲能技術(shù)的儲能時間為 5h，電站的使用壽命分別按 50 年和 30 年設(shè)計，在生命周期內(nèi)無需進(jìn)行設(shè)備更換。?

3）假設(shè)鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池的儲能時間為 5h，電站的使用壽命均按 20 年設(shè)計，電池的循環(huán)壽命分別按 8000 次、20000 次和 3500 次計算。當(dāng)電池達(dá)到使用壽命時，更換電池部分，其他設(shè)備無需更換。根據(jù)電化學(xué)性質(zhì)決定，液流電池的循環(huán)壽命＞鋰離子電池的循環(huán)壽命＞鈉離子電池的循環(huán)壽命。

4）假設(shè)抽水蓄能和壓縮空氣儲能的裝機(jī)功率分別為 100MW、60MW，鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池儲能的裝機(jī)功率均為 10MW。

5）假設(shè)抽水蓄能、壓縮空氣儲能、鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池的儲能 效率分別為 76%/60%/88%/75%/80%。

6）假設(shè)抽水蓄能和壓縮空氣儲能的放電深度均為 100%，鋰離子電池、液流電 池和鈉離子電池的放電深度均為 90%。?

7）假設(shè)抽水蓄能、壓縮空氣儲能、鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池自放電 率均為 0%。

8）假設(shè)抽水蓄能和壓縮空氣儲能無循環(huán)衰退，鋰離子電池、液流電池和鈉離子 電池的循環(huán)衰退率分別為每次 0.004%/0.002%/0.004%。

9）假設(shè)上述 5 種儲能技術(shù)均不考慮回收成本（即使用壽命到期時，殘值為 0），等效充放電次數(shù)均按 1 天 1 次循環(huán)，年循環(huán) 330 次計算。?

10）考慮充電電價為 0.288 元/kWh。

三、儲能全生命周期度電成本

在考慮充電成本情況下，抽水蓄能和壓縮空氣儲能技術(shù)最為經(jīng)濟(jì)，而鋰離子電池儲能為現(xiàn)階段度電成本最低的電化學(xué)儲能技術(shù)，鈉離子電池和液流電池度電成本較高。

1、壓縮空氣：效率提升至 65%時，經(jīng)濟(jì)性有望超過抽水蓄能

隨儲能效率提升，壓縮空氣儲能技術(shù)的度電成本將持續(xù)下降，有望超過抽水蓄能，成為最經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模儲能技術(shù)。進(jìn)行敏感性分析，初始投資成本為 1.4 元/Wh 時，假設(shè)儲能效率提升至 70%/75%/80%，考慮充電電價的度電成本可下降至 0.834/0.806/0.782 元/kWh。目前，張家口 100MW/400MWh 先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的設(shè)計效率已達(dá)到 70.4%，后續(xù)可持續(xù)觀測其運(yùn)營情況。

2、鋰離子電池：鋰價回落后，仍是比較經(jīng)濟(jì)的長時儲能方案

隨產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速和原材料價格回落，鋰離子儲能初始投資成本有望逐步下降， 將提升其儲能經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)行敏感性分析，儲能效率為 88%時，假設(shè) 10MW/50MWh 鋰離子電池儲能系統(tǒng)的初始投資成本降至 1.5/1.2/1.0(元/Wh)時，考慮充電電價的度電成本為 1.081/0.966/0.890 元/kWh。

3、鈉離子電池：極致降本后，可作為比較經(jīng)濟(jì)的長時儲能方案

隨產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，鈉離子電池儲能初始投資成本有望逐步下降，大幅提升其儲能經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)行敏感性分析，儲能效率為 80%時，假設(shè) 10MW/50MWh 鈉離子 電池儲能系統(tǒng)的初始投資成本降至 1.6/1.3/1.0 (元/Wh)時，考慮充電電價的度電成本為 1.263/1.153/1.044 元/kWh。當(dāng)初始投資成本下降至 1.3（元/Wh）時， 度電成本將低于當(dāng)前鋰離子電池。

4、液流電池：初始投資成本和儲能效率是兩大掣肘因素

隨產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速，液流電池儲能的初始投資成本有望下降，其儲能效率逐步上 升，將進(jìn)一步改善液流電池的度電成本。進(jìn)行敏感性分析，儲能效率為 75%時，假設(shè) 10MW/50MWh 液流電池儲能系統(tǒng)的初始投資成本降至 2.5/2.0/1.5 (元 /Wh)時，考慮充電電價的度電成本將下降為 1.293/1.132/0.971 元/kWh。

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