储能的经济性测算及主要影响因素

作者 | Frank Sun

编辑 | Jason

正如往期储能文章所介绍，受制于我国基础能源短缺的现实（ 2021年度我国石油消费量7亿吨、其中进口高达5亿吨；煤炭采储比也仅为38年，而美国、俄罗斯、澳大利亚分别为363年、364年和245年 ），同时也随着环保、碳中和、绿色投资理念的日益深入人心，我国的新能源产业在近年来得到了较快发展，但由于新能源出力的不稳定性，储能作为配套产业也必然随之发展。

要想使理念落地、产业得到良性循环的发展，经济性的考量是必不可少的。本期基于系列假设，对建设储能电站做一个技术经济评估。简单来说，一个项目的经济性主要涉及收益、成本、周期和折现率等因素。

储能电站的收益

由于储能电站的运营模式是在电价低谷期进行充电，然后在电价高峰期进行放电，即本质是对不同时段的供电进行平滑，故而暂不考虑政府补贴等因素，储能电站的收益主要受当地峰谷电价差的影响较大。

由于全国、乃至同一省市内不同地域的差异，发电品种（无论是煤电、核电等稳定电力，还是光伏、风电、水电等相对不稳定的可再生能源），供需关系等情况都各不相同，故而各地的峰谷电价差也比较大。以浙江省电力公司公布的9月电价为例：

一般工商业及其它用电中的1-10千伏分段；尖峰时段价格1.4191元/千瓦时，高峰时段1.0542元/千瓦时，低谷时段为0.4298元/千瓦时；则两种情况下峰谷价差为0.9893元/千瓦时和0.6244元/千瓦时，取平均则为0.80685元/千瓦时。

储能电站的成本

从成本来看，目前电池成本能占到储能电站总成本的2/3左右，变流器等其它设备和土地厂房另占1/3左右。

当然，正如往期储能文章所介绍，储能有多种技术路线，电化学路线当前主要是锂电池。而锂元素较为活泼，安全性是个大问题。据统计2011年至今年上半年，全球已有的34起储能电站事故中，32起是锂电池所引起。

锂电池又分为三元锂电池和磷酸铁锂电池，目前国家已有相关规定，在储能电站建设中不得使用安全性较差的三元锂电池，即使用磷酸铁锂电池。

▲磷酸铁锂电芯及上游原料价格走势一览

磷酸铁锂电池价格受上游碳酸锂价格影响较大，近两年来总体呈上涨走势。按8月初电芯价格1元/Wh左右，则当前电池组价格按1.1元/Wh计；考虑到电池组成本占总成本2/3左右，则推算总成本为1.65元/Wh。集中式储能电站年运营天数按300天计，充放电深度90%，所得税率25%，折旧按年度平均。

储能电站的生命周期

在储能电站的生命周期问题上，主要影响因素是电池的寿命问题。目前磷酸铁锂电池充放电寿命为3000至4000次，按3600次计，假如一天充放电两次、一年工作300天，则寿命为6年。当然，后续随着技术的研发迭代，电池寿命和成本都有一定优化空间。

储能电站的折现率

至于折现率，当前各大国有银行1年期存款利率（无风险利率）为1.75%，5年期为2.75%，考虑到GDP潜在增长率的下滑，后续或有的降息空间，按2%计。

按上述假设条件，即峰谷电价差为0.9893元/千瓦时（尖峰）、0.6244元/千瓦时（高峰），取平均则为0.80685元/千瓦时；电池组价格按1.1元/Wh计，总成本1.65元/Wh 计；年运营天数按300天计；充放电深度90%；电池每2000次衰减20%计；所得税率25%；折旧按年度平均；折现率2%；政府补贴暂不纳入考虑。那么建设一电站功率1000MW，电池装机容量2000MWh的储能电站： 

接着，再做敏感性分析，对部分参数进行调整。

收益变动分析   

之前峰谷价差是按尖峰和高峰电价所取的平均值0.80685元/千瓦时计，现在如按尖峰值0.9893元/千瓦时计，其它条件不变，那么：

电站一次性投入仍为33亿元，考虑全寿命期各项运营成本后的账面利润大幅提升至12.84亿元，利润现值12.15亿元，6年期投资净收益率由之前的16.18提升至36.82%。

成本变动分析

假如对后续进行展望，国际锂价有所回落，或是技术迭代后电池组成本能有所下降，按下降1/3计，则为0.733元/千瓦时，其它条件不变，那么：

电站一次性投入下降为25.67亿元，考虑全寿命期各项运营成本后的账面利润大幅提升至11.24亿元，利润现值10.62亿元，6年期投资净收益率由之前的16.18提升至41.37%。

可见，尽管利润现值不如前例分析，但由于投入成本少，年化收益率反而提升最为明显。

周期变动分析

假如由于技术迭代升级，电池组寿命延长至4800次，则电站使用年限可延长至8年，其它条件不变，那么：

电站一次性投入仍为为33亿元，考虑全寿命期各项运营成本后的账面利润大幅提升至12.98亿元，利润现值12.18亿元，8年期投资净收益率由之前的16.18提升至36.91%。

可见，延长电池组寿命尽管收益水平和第一种敏感性分析的扩大峰谷电价差接近，但时限延长2年，若按年化收益率计、反而有所不如。