鉅大LARGE | 點擊量:11047次 | 2019年06月17日
什么是用戶側儲能?
峰谷電價的大力推行為儲能套利提供可觀空間。我國目前絕大部分省市工業(yè)大戶均已實施峰谷電價制,通過降低夜間低谷期電價,提高白天高峰期電價,來鼓勵用戶分時計劃用電,從而有利于電力公司均衡供應電力,降低生產成本,并避免部分發(fā)電機組頻繁啟停造成的巨大損耗等問題,保證電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。儲能用于峰谷電價套利,用戶可以在電價較低的谷期利用儲能裝置存儲電能,在電高峰期使用存儲好的電能,避免直接大規(guī)模使用高價的電網電能,如此可以降低用戶的電力使用成本,實現峰谷電價套利。
01、基本原理
根據國家電網數據,全國用電大省峰谷價差分布于0.4~0.9元/kWh,特別的,對于江蘇和廣東兩個用電量全國前二的省份,其峰谷價差高于0.8元/kWh,為用戶側利用儲能來套利峰谷價差提供了可觀空間。
部分省市2016年工業(yè)用電平均峰谷電價及價差
02、用戶側儲能的主要運營模式
03、用戶側儲能的主要適用電池類型
對比起來的結論是,目前首選的還是鋰離子電池,其次才是鉛炭,但是這也要看基本的經濟性模型。
04、用戶側儲能普及需要解決的問題
電力系統(tǒng)以電壓等級劃分,其潮流應盡可能在同一電壓等級內流動,不同電壓等級的電力系統(tǒng)均需發(fā)展儲能,不能僅重視高壓電力系統(tǒng)的集中式大儲能站建設,還需重視用戶側儲能的發(fā)展。
(1)政策性問題
由上述數據分析可知,用戶側儲能的成本相對較高,激勵用戶側儲能發(fā)展需要一定的政策性支持和補貼。在清潔能源發(fā)電容量擴大到一定階段時,必須重視儲能容量的同步增長。
(2)管理性問題
用戶側儲能容量的增大,將會對電網的調度帶來新的變革和挑戰(zhàn)。用戶側儲能為分布式儲能,充分調配用戶側儲能,能大大減少對大型儲能站的建設數量,在保證電網安全運行的同時,實現經濟效益最優(yōu)化。
(3)技術性問題
儲能電池有其響應速度快,便于模塊化生產的優(yōu)勢,但同時也具有一個缺點,其充放電次數決定了儲能電池是一個消耗品。提高儲能電池的利用率,降低生產成本,可以從提高生產工藝,優(yōu)化充放電管理程序,發(fā)展儲能電池回收再利用技術三個方面著手。
05、用戶側儲能的主要盈利模式
(1)峰谷電價套利
用戶側儲能多數以配合小功率光伏應用的光儲形式存在,用戶增設儲能容量,實現價值的最直接方式是對峰谷電價的套利。用戶可以在負荷低谷時,以較便宜的谷電價對自有儲能電池進行充電,在負荷高峰時,將部分或全部負荷轉由自有儲能電池供電。其所能獲取的利潤可用峰電價減谷電價和儲能度電成本之和進行估算。利潤的大小取決于峰谷電價差和電池成本的大小。
(2)提高自建光伏發(fā)電的利用率
光伏發(fā)電具有周期性,只能在白天光照條件合適的時候出力。加裝儲能電池,可以將光伏的發(fā)電量存儲起來,在適時的時候使用,消除了光伏發(fā)電與居民用電時間不同步的限制,大大提高光伏發(fā)電利用率。
(3)保證電網運行的穩(wěn)定性
我國這兩年居民自建光伏裝機容量增長迅猛,不帶儲能的光伏發(fā)電滲透率增大,必然會影響到電網的穩(wěn)定性。若光伏發(fā)電出力過大,必然會在電網局部形成潮流倒送的現象,這會增大電網調度的難度,影響電網運行的安全。用戶側加裝儲能電池,可以在低壓側形成緩沖層,吸收部分出力過大的光伏發(fā)電,便于調度部門對潮流進行控制,保證電網運行穩(wěn)定性。
06、用戶側儲能優(yōu)勢及收益分析
儲能有助于企業(yè)管理容量費用。對于大的工業(yè)企業(yè),因現行的兩部制電價,供電部門會以其變壓器容量或最大需用量為依據,每月固定收取一定的基本電價。這些企業(yè)可以利用儲能系統(tǒng)進行容量費用管理,即在用電低谷時儲能,在高峰時釋放,實現在不影響正常生產的情況下,降低最高用電功率,從而降低容量費用。
儲能削峰可以降低基本電價
儲能可提升用戶的電能質量和可靠性。傳統(tǒng)的供電體系網絡復雜,設備負荷性質多變,用戶獲得的電能質量(電壓、電流和頻率等)具有一定的波動性。而用戶側安裝的儲能系統(tǒng)服務對象明確,其相對簡單和可靠的組成結構保證輸出更高質量的電能。當電網供電不足或其他特殊情況時,儲能系統(tǒng)還可以作為備用電源,提升供電可靠性。
儲能系統(tǒng)成本和峰谷價差直接決定用戶側儲能的投資效益。假設工廠每年開展生產300天,根據計算公式:靜態(tài)投資回收期=(電池容量*單位容量一次性投入成本)/(每日高峰期用電量*峰谷價差)/300,約定企業(yè)安裝電池容量等于其平均每日高峰期用電量,可以看出在不考慮維護成本前提下,投資回收期只與儲能系統(tǒng)一次性投入成本和峰谷價差有關。根據CNESA儲能項目庫對中國儲能項目的追蹤統(tǒng)計,江蘇、和廣東等省份成為2017年國內儲能項目規(guī)劃建設投運最熱地區(qū),這些地區(qū)經濟發(fā)達,工商業(yè)園區(qū)多、用電負荷大,用戶側峰谷電價差較大,利用儲能削峰填谷擁有較為可觀的套利空間。以廣東省峰谷價差0.86元/kWh為例,采用不同的電池技術,計算各自的投資回收成本。
鋰離子電池快速發(fā)展所帶來的成本優(yōu)勢將助其逐漸擴大市場。利用鉛炭電池套利靜態(tài)投資回收期不足5年,已經具有商業(yè)化可行性。由于鋰電池成本相對較高,現階段鋰電池的投資回收期要長于鉛蓄電池。根據CNESA的統(tǒng)計,2017年用戶側領域新增電化學儲能項目中,鉛蓄電池所占比重最大,為77%,剩余為鋰電池,也說明出于成本考慮,現在企業(yè)更傾向于安裝經濟效益更佳的鉛蓄電池。但隨著鋰離子電池技術迅速發(fā)展,其成本自2010年以來已經下降近80%。根據國家發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》,到2020年鋰電系統(tǒng)成本將降至1元/Wh以下,屆時投資回收期有望縮短至3.9年。且隨著退役動力電池進入梯次利用領域,儲能成本將會進一步下降。
鋰離子電池系統(tǒng)平均成本快速下降(元/kWh)
我國龐大的工業(yè)用電規(guī)模決定了用戶側儲能市場想象空間巨大。從市場規(guī)模方面,我國的工業(yè)總用電量2017年達44413億kWh,只考慮用電量最大的重工業(yè)(因為用電規(guī)模大,所需電池容量大,對應的單位成本更低,套利空間更大),其在工業(yè)用電中占比80%。假設其中20%的企業(yè)安裝儲能系統(tǒng);我們統(tǒng)計了主要用電大省峰谷電價時段分布,保守估計法定工作時間內峰電時間占比超過40%,考慮部分煤炭、冶金、化工等行業(yè)具有連續(xù)生產特點,假設高峰時段用電量占比為30%;按照工廠全年工作時間300天測算,那么所需電池儲能規(guī)模為:44413*80%*20%*30%/300=711GWh。
部分省市峰谷時段
07、用戶側儲能主要應用場景及案例
充電站
光儲充一體化,目前也是比較普遍的應用場景,一方面緩解了充電高峰時充電樁大電流充電對區(qū)域電網的沖擊,另一方面通過峰谷差價,給充電站帶來了非??捎^的收益。目前已經覆蓋了大部分地區(qū),在全國江蘇、廣東、四川、云南、陜西、山東等等很多省份均有建設投運。
工業(yè)園區(qū)
目前大多數用戶側儲能項目都建設在工業(yè)園區(qū)內。2018年1月報道,江蘇無錫星洲工業(yè)園內,新加坡工業(yè)園智能配網儲能電站儲能容量為20MW/160MWh,是當時全球最大商用儲能電站。該項目是首個接入國網江蘇省電力公司客戶側儲能互動調度平臺的大規(guī)模儲能電站,也是首個依照江蘇省電力公司《客戶側儲能系統(tǒng)并網管理規(guī)定》并網驗收的項目。除此之外,還有江蘇啟東螺絲廠、食品工廠、污水處理廠、信義空調園區(qū)等也有安裝儲能設施。
數據中心
為進一步提升數據中心供電的穩(wěn)定性和可靠性,萬克能源和阿里巴巴合作,在阿里巴巴上海數據中心建設了數據中心儲能系統(tǒng),在雙十一期間為數據中心提供了電力保障。儲能系統(tǒng)并聯(lián)接入數據中心,簡化了數據中心供電的串聯(lián)級數,優(yōu)化改進了電源結構,大幅改善了數據中心應急電源的容量和備用時間,進而進一步增強了數據中心的供電可靠性。此外,儲能系統(tǒng)還可通過削峰填谷、容量調配等機制,提升數據中心電力運營的經濟性,節(jié)能降耗,低碳環(huán)保。
通信基站
2018年1月4日,中國鐵塔公司在北京與重慶長安、比亞迪、銀隆新能源、沃特瑪、國軒高科、桑頓新能源等16家企業(yè),簽訂新能源汽車動力蓄電池回收利用戰(zhàn)略合作簽約儀式。據了解基站儲能電池需求巨大,中國鐵塔公司在全國范圍內現有近200萬座基站,備電、削峰填谷、新能源站等合計需要電池約13600萬kWh,每年新增儲能電池需求約2500萬kWh。
地鐵、有軌電車
2018年5月9日,德令哈現代有軌電車項目首列車,在中車四方股份公司下線,該車采用超級電容和鈦酸鋰電池混合儲能技術,堪稱超級電容有軌電車的“升級版”。2018年已投入運營,是首列開進青藏高原的現代有軌電車,也是世界上運營海拔最高的有軌電車。
港口岸電
港口是用電大戶,隨著港口規(guī)模的不斷擴大,其對電能的消耗也得到越來越多的關注。港口主要用電負荷集中在大功率、長時間工作的設備。江蘇連云港擬在港口岸電系統(tǒng)中建設5MW(1MW超級電容+4MW鋰電)儲能電站,滿足總量10MW以上以及單個泊位3MW以上岸電接入需求,岸電滿負荷運行的情況下,留有足夠裕量,滿足多種隨機性電源和負荷的接入需求。
島嶼
目前,在我國的一些偏遠山區(qū)、海島等遠離城市的地方,仍然存在著一些未通電或者供電不穩(wěn)定的“電力空白區(qū)”。2018年5月27日,我國首個遠海島嶼智能微電網在三沙永興島建成,通過柴油發(fā)電、光伏、儲能等多種能源互補,將永興島的供電能力提高8倍,同時也實現光伏等清潔能源100%的優(yōu)先利用,未來還可以實現波浪能、可移動電源等多種能源的靈活接入。
醫(yī)院
2018年12月31日,由上海電建福建公司承建的福建瑪高愛紀念醫(yī)院750千瓦/1.8兆瓦時儲能項目一期工程順利投運。該工程為福建省首個醫(yī)院系統(tǒng)儲能項目,在電網正常供電時可以實現對電網的削峰填谷,在電網停電的情況下能夠快速斷開電網,保證醫(yī)院重要負荷的供電,快速接入,充當UPS(不間斷電源)的功能保證醫(yī)院重要負荷不斷電,為醫(yī)院平穩(wěn)運營提供堅實的電力保障。
商場
南都電源的北京藍景麗家用戶側商業(yè)綜合體智慧能源儲能電站位于北京市海淀區(qū)北三環(huán),項目總規(guī)模1MW/5MWh,其中首期投運規(guī)模為500KW/2.5MWh,項目總占地170平米。儲能系統(tǒng)在400V低壓側接入商場配電房母線,電站預期使用壽命為10年。該儲能電站于2017年5月22日,實現了家居商場容量電費管理和電量電費的管理,解決了家居商城線路無法擴容改造,以及電動汽車充電接入帶來的沖擊電網的痛點,實現削峰填谷智慧儲能服務,同時還可參與電力需求側響應。此外,據北極星儲能網了解,北京昌平多樂港也在規(guī)劃建設儲能設施以削峰填谷節(jié)約電力費用。
軍區(qū)營地
新疆某戍邊高原營地,由電建集團新能源公司投資建設的全軍首個軍民融合可再生能源局域網項目于2018年8月啟動,2018年12月26日正式并網。項目主要新建光伏、風力和儲能電站,配套建設輸電線路、應急柴油電站和智能微網管控系統(tǒng)等。建成后能源自給率超過90%,成為國內最大的可再生能源局域網,不僅能較好滿足軍地雙方照明、供暖、制氧、取水和裝備等綜合用能需求,而且還可大大減輕油料、煤炭等后勤保障負擔,初步構建綠色低碳、安全高效、可持續(xù)的高原現代能源體系。
政務樓宇
2018年11月消息,陽光家庭光伏儲能電站落戶安徽廬江縣政府大樓,成為政務樓宇光伏儲能項目的全國首例應用.電站裝機容量約6千瓦,采用陽光家庭光伏儲能系統(tǒng)實現離網獨立式發(fā)電供電。每年可發(fā)6000多度電,為大樓輸送源源不斷的清潔電力。
田園生態(tài)園區(qū)
2018年12月5日,業(yè)主方上海玉海棠生態(tài)農業(yè)科技有限公司正式移交鑒定書。至此,上海電氣電站集團的崇明三星田園“互聯(lián)網+”智慧能源示范項目系統(tǒng)全部完成調試。該示范項目是針對三星鎮(zhèn)新安村特有的生態(tài)環(huán)境、發(fā)展規(guī)劃和居民需求,量身打造的集“風光儲充”于一體的智慧能源項目,是建設崇明世界級生態(tài)島的重要一環(huán)。白天CIGS薄膜光伏發(fā)電后存儲在梯次利用動力電池中,晚上亮燈時,儲能系統(tǒng)中的電釋放出來,草帽論壇、海棠左岸等富有當地特色的建筑依次點亮。至此,一場以可再生能源、儲能、能源管理系統(tǒng)為核心應用的鄉(xiāng)村能源的升級和變革正在拉開序幕。
銀行
2018年11月3日,上海招商銀行大廈1MW/2.56MWH儲能系統(tǒng)順利并網。該項目是上海市首個商業(yè)化應用樓宇用戶側儲能項目,也是國內金融企業(yè)利用自有物業(yè)建成的首個儲能項目。該項目由中國廣核新能源控股有限公司(簡稱“中廣核新能源”)出資建設,建筑物業(yè)主為上海招商銀行股份有限公司,廣州智光儲能科技有限公司(簡稱智光儲能)為該項目提供綜合解決方案。項目坐落于上海市浦東新區(qū)中心位置,建設地點為招商銀行上海大廈,占地103平米,利用“削峰填谷”模式為上海招商銀行大廈提供節(jié)能服務。
酒店
由科陸電子參與建設的北京拉斐特城堡酒店1MW/2MWh儲能項目,是削峰填谷應用類儲能項目,是500MWh儲能設施國際采購項目中首個建成并投運的儲能電站,從確認訂單到完成交付僅歷時45天。
據報道,截止2018年12月31日,江蘇全省已建成用戶側儲能電站60座,儲能容量合計97MW、691MWh,其中48個儲能項目總容量93.7MW應用于削峰填谷。主要供應商為南都電源、太湖能谷、中天科技、力信能源、寧德時代。
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