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未來(lái)風(fēng)向分析：從儲(chǔ)能度電成本分析儲(chǔ)能風(fēng)向
2022-11-28 14:42:08OFweek儲(chǔ)能網(wǎng)閱讀量：529 我要評(píng)論
【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 市場(chǎng)分析】截至2021年底，已有136個(gè)國(guó)家提出了“碳中和”承諾，在全球碳排放結(jié)構(gòu)中，又以電力行業(yè)碳排放占比最高，因此，新能源發(fā)電在全球電力系統(tǒng)中的地位不斷提升。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)電和光伏裝機(jī)量在全球電力系統(tǒng)總裝機(jī)比例，已由2012年的6.7%升至2021年的20.9%，國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)風(fēng)光裝機(jī)量占比達(dá)26.7%。
不過由于風(fēng)電光伏具有波動(dòng)性，導(dǎo)致我國(guó)風(fēng)電光伏發(fā)電量占總發(fā)電量的比例只有12.1%，較裝機(jī)比例低14.6%，因此，我國(guó)存在大規(guī)模棄風(fēng)棄光的現(xiàn)象。
儲(chǔ)能是提升電力系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵，配置儲(chǔ)能可促進(jìn)新能源消納，減少棄風(fēng)棄光損失。不過，面對(duì)諸多儲(chǔ)能技術(shù)，哪種技術(shù)在成本方面最具競(jìng)爭(zhēng)力就成了人們最關(guān)注的問題之一。
度電成本計(jì)算
當(dāng)前階段，人們關(guān)注儲(chǔ)能成本主要是從招標(biāo)項(xiàng)目中查看最后的裝機(jī)成本，但這其實(shí)存在一個(gè)問題，這個(gè)成本并不包含運(yùn)維成本、未來(lái)?yè)p耗等問題。
因此需要引入一個(gè)概念，來(lái)計(jì)算項(xiàng)目生命周期內(nèi)的總成本現(xiàn)值與總儲(chǔ)/發(fā)電量的比值來(lái)確定成本。
電力行業(yè)的人都知道有LCOE(平準(zhǔn)化度電成本)，被用于傳統(tǒng)能源的發(fā)電成本計(jì)算。而儲(chǔ)能也有一個(gè)類似的計(jì)算方式，為L(zhǎng)COS(平準(zhǔn)化儲(chǔ)能成本)。
LCOS的總成本包括初期的裝機(jī)成本、每年運(yùn)營(yíng)成本、電力損耗成本，總成本與全壽命循環(huán)次數(shù)的比值即為L(zhǎng)COS，公式如下圖所示。
來(lái)源：維科網(wǎng)儲(chǔ)能
根據(jù)以上公式，我們可以大致推斷出各類儲(chǔ)能技術(shù)的度電成本，假設(shè)各儲(chǔ)能系統(tǒng)每天均循環(huán)一次，且所有電力均來(lái)自于棄風(fēng)棄光的電力，無(wú)購(gòu)電成本。
以下為各儲(chǔ)能系統(tǒng)的參數(shù)。(數(shù)據(jù)存在假設(shè)性與滯后性，只做參考)
來(lái)源：維科網(wǎng)儲(chǔ)能
假設(shè)鋰離子電池、鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)使用壽命為12年，液流電池壽命為20年，壓縮空氣儲(chǔ)能壽命為30年，抽水蓄能壽命為50年。
以此計(jì)算出來(lái)的各儲(chǔ)能技術(shù)的度電成本如下所示：
來(lái)源：維科網(wǎng)儲(chǔ)能
可以看出，儲(chǔ)能技術(shù)成本從高到低排序分別為鈉離子電池、鋰離子電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、全釩液流電池、抽水蓄能、新型液流電池。
其中，新型液流電池目前還存在大量問題待解決，如電池密度低、工作溫度區(qū)間窄等，無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用，因此目前成本最低的還是抽水蓄能。
未來(lái)風(fēng)向分析
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，今年上半年我國(guó)平均上網(wǎng)電價(jià)為0.35元/KWh，從這里來(lái)看，就能夠看出為什么目前大型儲(chǔ)能建設(shè)仍得靠政策推進(jìn)。當(dāng)前新型儲(chǔ)能中，占比最大為鋰離子電池，其度電成本高達(dá)0.564元，甚至高于上網(wǎng)電價(jià)，也就是說棄風(fēng)棄光的收益大于建設(shè)儲(chǔ)能電站。
當(dāng)然，以上數(shù)據(jù)存在滯后性，不能代表當(dāng)前最新技術(shù)。且各個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命不同，在這種計(jì)算方法下，抽水蓄能等壽命長(zhǎng)的在成本上占據(jù)天然優(yōu)勢(shì)，存在一定紕漏，因此最好的比較方法是將電化學(xué)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能分開進(jìn)行對(duì)比。
在物理儲(chǔ)能方面，不論是技術(shù)的成熟程度還是裝機(jī)規(guī)模，抽水蓄能獨(dú)占鰲頭，未來(lái)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模中應(yīng)用最廣泛的必將還是裝機(jī)成本最低且最成熟的抽水蓄能。空氣壓縮儲(chǔ)能今年來(lái)多個(gè)大項(xiàng)目開工，已發(fā)展至300MWh級(jí)別。
此外，飛輪儲(chǔ)能在本月中旬實(shí)現(xiàn)突破，由中國(guó)核電旗下中核匯能牽頭承擔(dān)的內(nèi)蒙自治區(qū)科技重大專項(xiàng)“ MW(兆瓦)級(jí)先進(jìn)飛輪儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目飛輪儲(chǔ)能單機(jī)輸出功率首次達(dá)到了1MW。而重力儲(chǔ)能目前只有中國(guó)天楹一家上市企業(yè)在研發(fā)生產(chǎn)。
在電化學(xué)儲(chǔ)能方面，看起來(lái)雖然發(fā)展前景廣闊，但其安全性、經(jīng)濟(jì)性還處于商業(yè)化初期，遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)規(guī)?；?。不過，今年三月，發(fā)改委與國(guó)家能源局提出，到2025年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。到2030年，新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。
在政策的驅(qū)動(dòng)下，未來(lái)以電化學(xué)儲(chǔ)能為主的新型儲(chǔ)能將迎來(lái)跨越式發(fā)展，其中，有可能實(shí)現(xiàn)成本大幅度下降的為鋰離子電池與鈉離子電池。
而全釩液流電池由于其安全性好，壽命長(zhǎng)，在儲(chǔ)能領(lǐng)域同樣具有不錯(cuò)的競(jìng)爭(zhēng)力。在GWh級(jí)別的大型儲(chǔ)能中，新型液流電池等還需實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，才能得到應(yīng)用。
從過去的十年來(lái)看，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2010年電化學(xué)儲(chǔ)能的綜合度電成本為3.7元，到2020年，電化學(xué)儲(chǔ)能已下降至0.4元(與本文計(jì)算方式有出入)，下降幅度高達(dá)89.2%。但到2030年，能否將電化學(xué)儲(chǔ)能的成本降至0.1元左右，這個(gè)誰(shuí)也無(wú)法保證。
未來(lái)十年，如果儲(chǔ)能度電成本能降至0.1元左右，儲(chǔ)能將迎來(lái)真正的飛速發(fā)展。
原標(biāo)題:從儲(chǔ)能度電成本分析儲(chǔ)能風(fēng)向
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