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几种储能电站度电成本分析

2021.11.19 来自:阳光工匠光伏网

概要:基于全寿命周期成本理论,计算了各类储能装置的成本和度电成本,研究表明抽水蓄能电站度电成本最低,其次是压缩空气储能,电池类储能度电成本最高,其中电池类储能度电成本由低到高依次为锂离子电池、液流电池、钠硫电池和铅酸电池。近几年锂离子电池成本下降较快,未来锂离子电池成本进一步下降后,初步测算储能年利用小时数能够达到1500h以上,度电成本将低于0.50元/(kW·h)。


分析如下:


对几种典型储能电站的度电成本进行测算,比较各类储能设备的经济性,考虑的储能设备包括抽水蓄能电站,压缩空气储能、铅酸电池、钠硫电池、液流电池、锂离子电池,其基本参数见表1。


表1储能电站参数


以目前较为成熟的抽蓄电站为基准,储能装机按1200MW,储能时长按6h,计算中电池使用寿命暂按储能放电深度80%情况下,1年循环300次,液流电池循环次数达12000次以上,计算中按20年计列。


储能电站投资如表2所示,储能电站度电成本测算结果见表3和图1,可以看出:


(1)按上述参数计算,抽蓄电站的度电成本最低,其次是压缩空气,电池类储能度电成本最高,其中电池类储能度电成本由低到高依次为锂离子电池、液流电池、钠硫电池和铅酸电池。


(2)若储能电站的储能利用小时数达到1000h,抽蓄电站储能度电成本低于1元/(kW·h),约0.93元/(kW·h),压缩空气储能度电成本约1.85元/(kW·h),锂离子电池储能度电成本约2.04元/(kW·h);若储能电站的储能利用小时数达到2000h,抽蓄电站储能度电成本低于0.5元/(kW·h),约0.46元/(kW·h),压缩空气储能度电成本低于1元/(kW·h),约0.92元/(kW·h),锂离子电池储能度电成本降低至约1.02元/(kW·h)。


表2各类储能电站的投资比较


表3各类储能电站的年发电量和度电成本


图1储能电站度电成本曲线


表4各类储能电站的年发电量和度电成本(敏感性分析)


图2储能电站度电成本曲线(敏感性分析)


对除抽蓄电站外的其他储能型式相关参数进行敏感性分析,若未来压缩空气单位投资降低至与抽蓄电站投资相当,电能转换效率提高至65%;电池类储能的单位投资降低50%,锂离子电池循环寿命达到5000次,储能电站的度电成本测算结果见表4和图2。可以看出:


(1)按上述参数计算,抽水蓄能电站和压缩空气的度电成本基本相当,主要原因是压缩空气建设期较短导致年费用较低,电池类储能度电成本最高,其中电池类储能度电成本由低到高依次为锂离子电池、液流电池、钠硫电池和铅酸电池。


(2)若储能电站的储能利用小时数达到1000h,压缩空气储能度电成本低于1元/(kW·h),约0.88元/(kW·h),锂离子电池储能度电成本约0.79元/(kW·h);若储能电站的储能利用小时数达到2000h,压缩空气储能度电成本低于0.5元/(kW·h),约0.44元/(kW·h),锂离子电池储能度电成本低于0.5元/(kW·h),约0.39元/(kW·h)。


需要说明的是,储能应用于不同场景,运用方式也不一样,对于目前应用较多的用户侧储能来说,由于负荷曲线基本固定,储能运行方式明确,每天可以按照基本相同策略运行,利用效率比较高,东部部分地区储能年利用小时数在2000h左右,储能度电成本相对较低,再加上峰谷电价差相对较高,储能存在盈利空间;但对于发电侧储能应用与减少新能源弃电场景,由于弃电不是每天都会发生,弃电大小也不一样,所以储能应用于此场景,利率用明显较低,初步测算,西北区域储能应用年利用小时数在1000h左右,所以储能度电成本明显较高,储能盈利模式尚需进一步研究。




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