山西省獨(dú)立儲(chǔ)能政策及收益分析

山西省獨(dú)立儲(chǔ)能政策及收益分析2022年8月太原山西院中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGICHINAENERGYENGINEERI發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(發(fā)改能源規(guī)〔2021〕1051號(hào))應(yīng)交易的補(bǔ)充通知》(晉監(jiān)能市場(chǎng)〔2021)98號(hào)〕·2021年12月21日，國(guó)家能源局印發(fā)的《電力輔助管理辦法》、《電力并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》,儲(chǔ)能可在備用、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、爬坡、電壓控制、穩(wěn)定·2022年5月18日，山西能監(jiān)辦出臺(tái)的《山細(xì)則(試行)》?！?022年6月10日，山西省電力公司更新了《山施細(xì)則》(試運(yùn)行V12.0)。1儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)展的必要性1儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)展的必要性·目前，山西省新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)總裝機(jī)容量約3200萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)“十四五”末裝機(jī)容量達(dá)到8000萬(wàn)千瓦，占山西省總裝機(jī)容量的約50%。電力系統(tǒng)的波動(dòng)性和不確定性問(wèn)題日益嚴(yán)重，電力系統(tǒng)急需大量的靈活性資源及安全穩(wěn)定措施。在水電資源等靈活性資源相對(duì)匱乏的山西省，技術(shù)相對(duì)成熟的電化學(xué)儲(chǔ)能電站成為解決上述問(wèn)題的有效措施?！す蚕韮?chǔ)能電站相對(duì)于新能源+儲(chǔ)能，布局更加科學(xué)和合理?？紤]到電網(wǎng)負(fù)荷同時(shí)率，新能源場(chǎng)站配置的儲(chǔ)能大多數(shù)時(shí)間段都難以在其額定功率下運(yùn)行，只有少數(shù)時(shí)段才被滿足負(fù)荷調(diào)用，因此造成了儲(chǔ)能資源的極大浪·共享儲(chǔ)能電站相對(duì)于新能源+儲(chǔ)能，布局更加集中，方便電網(wǎng)公司調(diào)度。一個(gè)共享儲(chǔ)能電站即可實(shí)現(xiàn)了多個(gè)新能源場(chǎng)站+儲(chǔ)能的調(diào)頻調(diào)峰功能，使調(diào)度人員原本“一對(duì)多”的工作模式，變成了“一對(duì)一”的工作模式，方便調(diào)度人員調(diào)度管理。·共享儲(chǔ)能電站提供了一種全新的商業(yè)模式，通過(guò)建設(shè)共享儲(chǔ)能電站，參照合同能源管理模式和新能源場(chǎng)站合作，既滿足了電網(wǎng)公司對(duì)新能源技術(shù)考核要求，也提高了新能源電站電能質(zhì)量，同時(shí)也減小了新能源場(chǎng)站投資和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了多方共贏2儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展2儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展·根據(jù)所用的能量形式，可將儲(chǔ)能技術(shù)分為物理儲(chǔ)能(如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能)、電化學(xué)儲(chǔ)能(鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池、液流電池、鈉硫電池、鋰液流電池、液態(tài)金屬電池、超級(jí)電容器)和熱儲(chǔ)能(潛熱儲(chǔ)熱、顯熱儲(chǔ)熱、化學(xué)熱儲(chǔ))三類?！嚎s空氣儲(chǔ)能成本低、壽命長(zhǎng)，安全系數(shù)高，但由于受地形限制，需要將壓縮空氣儲(chǔ)存在合適的地下礦井或溶巖下的洞穴中，因此常用于系統(tǒng)·抽水蓄能與壓縮空氣類似，其放電時(shí)間可以從幾小時(shí)到幾天，但同樣會(huì)受地形制約，建設(shè)周期也較長(zhǎng)，還會(huì)帶來(lái)一定的生態(tài)問(wèn)題?！わw輪、超級(jí)電容器和超導(dǎo)磁儲(chǔ)能的循環(huán)使用壽命和效率、功率和響應(yīng)時(shí)間都很好，無(wú)污染、維護(hù)較簡(jiǎn)單，但比能量較低，屬于典型的功率型儲(chǔ)類型電池液流電池超級(jí)電容器分類電池電池電池電池鉛炭電池電池管式電池電池超級(jí)電容器能量密度類型電池液流電池超級(jí)電容器分類電池電池電池電池鉛炭電池電池管式電池電池超級(jí)電容器能量密度1升燃料1度電或1公斤甲醇(溶液)1.5度電595000次13000次500次1000次充放電效率CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANX大倍率能3C放電4C放電可3C放電可以可以命電命3C放電5秒5倍額定功率可以電時(shí)間短過(guò)沖與過(guò)放電可深充放放：過(guò)度充電時(shí)很危險(xiǎn)不影響放會(huì)影響放會(huì)影響常溫工溫度要作，高低好性能差仍能工作必須保證300~350℃的工作溫度時(shí)液體電解液影響性能電解液影響性能常溫工常溫工作常溫工常溫工作，高溫作，高溫常溫工作常溫工作小小中(無(wú)污染有安全要求)小大(鉛、大(鉛、大(鉛、有酸霧無(wú)污染安全性好溫度低無(wú)無(wú)酸液腐蝕蝕蝕酸液腐蝕無(wú)中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHAN2儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展2儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展技術(shù)及成熟度美國(guó)迪、ATL首先由日本住友電NGK公司最成能世紀(jì)科技公司收熟，中國(guó)科學(xué)購(gòu)了釩電池研究全院上海硅酸鹽球第一的加拿大北京金能、承德萬(wàn)力通、上海林洋等公司研究美國(guó)ZBB,物所，蕪湖美能(美國(guó)Ensync)久成熟，熟度高，技術(shù)成熟度不夠，國(guó)熟度高，所、清華大南都、華力、北京富富、理士原、北京氫表成熟度中等，國(guó)內(nèi)雙登需要單獨(dú)柴油機(jī)維持電網(wǎng)斷電時(shí)電池的工作溫度易沉淀堵塞管道，否則電堆報(bào)廢壽命受隔換過(guò)濾網(wǎng)，2、不能儲(chǔ)電能時(shí)間短中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司裝置、SVG、集控樓及配套升壓站。項(xiàng)目的收益。4.1成本類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1)靜態(tài)投資：79000萬(wàn)元，動(dòng)態(tài)投資80000萬(wàn)元。2)資金來(lái)源：本工程注冊(cè)資本金20%,其余80%由銀行貸款解決。3)項(xiàng)目的還款原則按本金等額還款，取15年(含建設(shè)期),長(zhǎng)期貸款利率4.65%,一年計(jì)息4次，短期貸款利率4.35%。4)本項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)年限取20年，前5年質(zhì)保，從第6年至第15年分批更換電池，10年更換一輪。前5年更換費(fèi)用按1元/Wh計(jì)算；后5年不更換電池。電池更換費(fèi)用按0.8元/Wh計(jì)算，更換費(fèi)用24.2現(xiàn)貨期間市場(chǎng)交易·相關(guān)政策：現(xiàn)貨期間參與山西電力市場(chǎng)現(xiàn)貨交易，執(zhí)行《山西省電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則》(試運(yùn)行V12.0)?！ふ弑尘埃荷轿鲗儆趪?guó)內(nèi)首批8個(gè)電力現(xiàn)貨交易示范省份之一，從2018年底就開始電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易，2019、2020年分別運(yùn)行了3個(gè)月，從2021年4月1日至今，一直執(zhí)行現(xiàn)貨交易政策，是現(xiàn)貨交易運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的試點(diǎn)省份。通過(guò)幾年的運(yùn)行，山西省現(xiàn)貨交易市場(chǎng)已逐漸成熟，《山西省電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則》已出版至12版，政策基本趨于穩(wěn)定。其中明確了獨(dú)立儲(chǔ)能參與現(xiàn)貨交易的細(xì)則。2021年4月，國(guó)家又新增了6個(gè)省份進(jìn)行電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易改革。2022年3月，山東省三個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)能項(xiàng)目已實(shí)際參與到山東省電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易中。廣東省也明確2022全年執(zhí)行現(xiàn)貨交易?？梢?jiàn)，現(xiàn)貨交易已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。04.2現(xiàn)貨期間市場(chǎng)交易測(cè)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：1)山西省2021年4月1日-2021年12月31日共277天實(shí)際出清價(jià)格。2)為了避免滿容量充放對(duì)電池壽命的損害。同時(shí)預(yù)留放電容量，考慮15%的損耗，按230MWh考慮。3)預(yù)留的10%的容量，即30MWh的容量，可保障參與一次調(diào)頻12MW的儲(chǔ)能連續(xù)運(yùn)行2.5小時(shí)(分鐘級(jí)即可滿足),完全可以滿足一次調(diào)頻的需求，一次調(diào)頻基本不占用儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量。4)根據(jù)工程測(cè)算的度電成本為0.35元/KWh,模擬測(cè)算4.2現(xiàn)貨期間市場(chǎng)交易測(cè)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：5)實(shí)際出清96個(gè)節(jié)點(diǎn)，每15分鐘出清一次價(jià)格。為避免100%的準(zhǔn)確，本項(xiàng)目容量300MW/300MWh,測(cè)算按以下幾種策略充放電(從優(yōu)到劣):·按額定功率，每次充放15分鐘，間斷充放，共充放1小時(shí)；·按50%額定功率，每次充放1小時(shí)，共充放2小時(shí)。CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRIC本項(xiàng)目測(cè)算按可靠性最高的第三種情況考慮，即年收益按3434萬(wàn)元計(jì)算。本項(xiàng)目測(cè)算按可靠性最高的第三種情況考慮，即年收益按3434萬(wàn)元計(jì)算。4.2現(xiàn)貨期間市場(chǎng)交易現(xiàn)貨收益：運(yùn)營(yíng)策略峰谷平均差價(jià)(元)充放次數(shù)9個(gè)月收益(萬(wàn)元)全年收益(萬(wàn)元)策略可靠性1C+15分鐘充放電低1C+1小時(shí)充放電高0.5C+2小時(shí)充放電最高CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGINEERI4.2現(xiàn)貨期間市場(chǎng)交易峰谷差趨勢(shì)預(yù)測(cè)：目前山西省新能源裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量的31%。根據(jù)山西省電力系統(tǒng)十四五及遠(yuǎn)期規(guī)劃，到十四五末，新能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)到9000萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)容量的50%以上。遠(yuǎn)期規(guī)劃新能源裝機(jī)容量的比例會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，造成山西電網(wǎng)的不穩(wěn)定性進(jìn)一步擴(kuò)大。另外，山西省用電負(fù)荷增加緩慢，造成供需不平衡進(jìn)一步擴(kuò)大。兩個(gè)方面分析，未來(lái)現(xiàn)貨交易的峰谷次數(shù)、價(jià)差會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)現(xiàn)貨交易收益未來(lái)會(huì)一直向好。4.3輔助服務(wù)(一次調(diào)頻)4.3.1相關(guān)政策：執(zhí)行2022年5月18日，山西能監(jiān)辦出臺(tái)的《山西電力一次調(diào)頻市場(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則(試行)》。裝機(jī)容量會(huì)達(dá)到9000萬(wàn)千瓦，完全可以滿足山西省的用電負(fù)荷需求。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)在山西省更為明顯，這就需要大量的性能優(yōu)質(zhì)的一次調(diào)頻資源做支撐。而大型獨(dú)立儲(chǔ)能電站是保障新型電力系統(tǒng)安全可靠、靈活高效的必不可少的組成部分。所以一次調(diào)頻的政策會(huì)一直持續(xù)下去。12MW×800次×300天×5元/MW×5.5=7920萬(wàn)元。4.3輔助服務(wù)(一次調(diào)頻)公式中最大的變數(shù)是收益補(bǔ)貼的變化，故本項(xiàng)目測(cè)算按補(bǔ)貼逐年遞減的方式：1-5年6-10年11-15年16-20年價(jià)格(元/MW)6543每年收益(萬(wàn)元)4.4現(xiàn)貨期間參與響應(yīng)交易·相關(guān)政策：現(xiàn)貨期間同時(shí)參與響應(yīng)交易收益，執(zhí)行，《山西獨(dú)立儲(chǔ)能和用戶可控負(fù)荷參與電力調(diào)峰市場(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則(試行)》(晉監(jiān)能[2020]14號(hào))、《山西能源監(jiān)管辦關(guān)于獨(dú)立儲(chǔ)能和用戶可控負(fù)荷參與電力響應(yīng)交易的補(bǔ)充通知》(晉監(jiān)能市場(chǎng)[2021]98號(hào))。·獨(dú)立儲(chǔ)能和用戶可控負(fù)荷參與電網(wǎng)高峰時(shí)段的響應(yīng)交易，在電網(wǎng)出現(xiàn)電力上旋備用容量不足時(shí)，依據(jù)《山西獨(dú)立儲(chǔ)能和用戶可控負(fù)荷參與電力調(diào)峰市場(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則》,參與響應(yīng)交易的申報(bào)價(jià)格按照0～600元萬(wàn)元?？紤]儲(chǔ)能電站參與響應(yīng)交易的時(shí)段與現(xiàn)貨交易有重疊，暫不考慮這部分收益。4.5其他潛在收益·相關(guān)政策：根據(jù)國(guó)家能源局2021年12月21日印發(fā)的《電力輔助管理辦法》·儲(chǔ)能未來(lái)還可在有功平衡服務(wù)、無(wú)功平衡服務(wù)和事故應(yīng)急及回復(fù)服務(wù)方面獲得收益。有功平衡服務(wù)主要包括二次調(diào)頻、備用、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、爬坡等電力輔助服務(wù)；無(wú)功平衡服務(wù)主要指電壓控制服務(wù)；事故應(yīng)急及回復(fù)服務(wù)主要包括穩(wěn)定切機(jī)、穩(wěn)定切負(fù)荷及黑啟動(dòng)服務(wù)。4.6敏感性分析·分別對(duì)建設(shè)投資、一次調(diào)頻次數(shù)和現(xiàn)貨期間市場(chǎng)交易價(jià)差進(jìn)行敏感性分析，得到結(jié)果如下表所示，可知建設(shè)投資最為敏感，依次為一次調(diào)頻次數(shù)和現(xiàn)貨期間市場(chǎng)交易價(jià)差。中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司敏感度系數(shù)和臨界點(diǎn)分析表方案類型項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(所得稅前)臨界點(diǎn)建設(shè)投資變化分析(%)其他收入1產(chǎn)量變化分析(%)其他收入2單價(jià)變化分析(%)7.478.198.91評(píng)價(jià)依據(jù)：參考國(guó)家能源局發(fā)布DL/T5435-2019《火力發(fā)電工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》。財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)程序采用電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院編制的《火力發(fā)電工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)軟件》。并在此基礎(chǔ)上根據(jù)儲(chǔ)能電站的特性進(jìn)行了修訂。CHINAENERGYENGINEERINGGROUPS7流動(dòng)資金萬(wàn)元900.008銷售收入總額(不含增值稅)萬(wàn)元186938.0516項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(所得稅前)%7.4717項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(所得稅后)%5.8918項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(所得稅前)萬(wàn)元13277.44CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGINEERINGCO.,LTD.19項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(所得稅后)萬(wàn)元10685.8720資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率%12.2725資產(chǎn)負(fù)債率(最大值)%80.00CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXI5.1