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一種全新的儲能成本計算方式:三種儲能電池單次充放成本對比

作者:清雅 來源:北極星儲能網 發布時間:2019-09-10 瀏覽:
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中國儲能網訊:日前有專家提出一種新的儲能成本計算公式,這種考慮全生命周期的、通過計算每次充放電的成本方式,也許更能體現出儲能系統后期運營維護成本的影響。

儲能的成本分布


初始成本包括所有儲能相關設備的成本,如儲能系統、PCS、控制設備、冷卻、加熱、輔助電源、轉換、開關設備和保護設備。它還包括與儲存場地準備有關的安裝材料,如地基、圍欄、照明和地網。最后,可能是初始安裝的一部分的勞動和服務成本,如工程、項目管理、安裝、測試和調試等。

運營成本是指從試運行到使用壽命結束前儲能系統連續運行所產生的所有成本之和。這些成本包括用于控制儲能充電狀態、補償損失的能量、定期或意外的服務和維護、遠程線上監控,以及照明指示燈、風扇、冷卻和控制設備所需的電力。

儲能的單次使用成本

LCUS:Levelized Cost of Using Storage

儲能的平均使用成本


這種模式討論的是服務期內儲能設備所釋放的能量,放電量是指在通過連接點傳送到客戶電網的能量。這個數值可能不是儲能裝置的額定能量值乘以它經歷的循環次數那么簡單。例如,如果一個儲能裝置的額定功率為3小時下儲能容量10 MWh,通過LCUS計算1小時放電循環的成本,則必須考慮到系統由于使用更快的充放倍率而導致的的額外損失。

這種LCUS公式可以有三種實際應用方式:

1、可以比較選擇不同的儲能技術之間的成本,無論它們是否來自不同的技術、設計還是制造商。

2、可以比較特定儲能技術或產品在不同應用場景下的成本。

3、有助于闡明某些運營模式如何影響業主的整體投資成本。

三種儲能電池的單次充電成本不相上下

以常規的初始投資儲能成本計算方式:

以標準鋰離子電池為例,根據制造商的說法,電池可以在每天循環一次持續使用20年后,仍保持有初始容量的74%。為了讓電池儲能系統每天放電80MWh,則必須在使用壽命開始時將儲能容量設置為108MWh,最終這種特定的電池的額定功率為112mWh 。考慮到電池、外殼、PCS、冷卻、控制、運輸、關稅、安裝和施工,客戶的前期成本約為390美元/kWh。

某廠家改進的鉛酸電池可達到幾千次使用壽命,價格大概為120美元/kWh。但這種電池循環1800次后達到初始能量的80%,那么最好每5年更換一次電池。如果仍要保證儲能系統每天向電網提供80MWh的電力,那么系統的初始可用容量將約為100 MWh,而直流電池的額定功率通常為130MWh。和鋰離子電池相比較,鉛酸電池的保護技術、冷卻技術更簡單,但重量和空間能量比等復雜因素增加了安裝成本。

液流電池的的前期投資成本約400-600美元/kWh,據制造商預測到2020年其成本在300美元左右。液流電池循環壽命好,在生命周期內容量損耗非常低,可以在其使用壽命結束時仍可提供80 MWh,初始設計需額定直流儲能容量83MWh。然而流動電池的物理尺寸往往比其他儲能技術要大,這會增加安裝、運輸甚至服務成本。

(數據來源:NEC官網)

計算全生命周期內的成本:

,儲能系統在使用初期的整體單向效率為96%。隨著電池的老化,效率和容量都會有所下降,但因為電池的損耗很低、這種影響很小。持續成本包括維護、保修、充電和輔助電源、監測和壽命終止回收成本約為每年77美元/kWh。

對于鉛酸電池未來的電池替換部分,假設每6年降價20%。而且鉛酸電池因為需要維護的對象更多、情況更為復雜,運維成本會更高。由于暖通空調設備和監控設備較多,輔助用電量將增加。保修、管理和監測的成本將大致相同。

而在全生命周期內,液流電池的維護成本一般較高,而且由于效率較低,充電和輔助電源成本將顯著提高。

(數據來源:NEC官網)

在20年的服務期內,通過LCUS公式計算儲鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池每充一次電的成本如下:

(數據來源:NEC官網)

可見雖然液流電池前期一次投入成本較高,但綜合前期建設、以及全生命周期的運營成本以后,鋰離子電池的單次充電度電成本與液流電池相當,鉛酸電池由于后續更換電池等因素、單次充電度電成本偏高。

關鍵字:儲能成本 儲能電池

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