工商储能投资运营方案及测算案例
yj蓝天
yj蓝天 Lv.16
2024年08月09日 08:57:43
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EMS以及柜体等部件,然后进行组装。这一经营模式使得市场营销和销售环节成为行业的制约因素,导致在这一领域内竞争尤为激烈,并且价格竞争愈战愈烈。同时,工商业储能面临系统效率低下、故障率高、运行损耗高等问题,通过外采拼凑叠加的劣质储能产品很可能导致客户无法获得预期的收益。此外,工商业储能的应用场景通常在工业园区和办公场所等人员密集地区,这对储能系统安全设计提出更高要求。 二、工商业储能应用场景及盈利模式

EMS以及柜体等部件,然后进行组装。这一经营模式使得市场营销和销售环节成为行业的制约因素,导致在这一领域内竞争尤为激烈,并且价格竞争愈战愈烈。同时,工商业储能面临系统效率低下、故障率高、运行损耗高等问题,通过外采拼凑叠加的劣质储能产品很可能导致客户无法获得预期的收益。此外,工商业储能的应用场景通常在工业园区和办公场所等人员密集地区,这对储能系统安全设计提出更高要求。

二、工商业储能应用场景及盈利模式

工商业储能主要应用于工厂、工业园区、厂商和医院等场景,通过削峰填谷、需量管理、备用电源等方式提升用电效率和绿色发展。其收益方式主要包括峰谷套利、需求侧响应、需量管理、能量时移、电力现货市场交易和电力辅助服务等,且工商业经济性主要来自峰谷价差套利。这些盈利模式可以互相补充,帮助企业降低用电成本,提高能源利用效率。

(一)主要应用场景

1.工业园区+储能

传统工业园区中设备较多,具有用电功率大、高负荷时间长、设备能耗大等特点。若大量使用可再生能源,则需要储能系统调节供需平衡等。在“工业园区+储能”模式下,储能系统可以存储光伏系统多余的电力,在用电高峰时段释放,不仅能够保障园区用电稳定,缓解电网压力,还可在紧急情况下提供备用电力以保证园区的正常运转。同时,我国工业园区电价差较高,适于储能项目峰谷套利。

2.商业服务+储能

商业领域,诸如商场、酒店、写字楼等,存在与工业园区类似的用电习惯性,需要大量电力的支撑。储能系统可以在能源供应短缺或需求增加时提供备用电源,平衡电力需求。此外,通过储能设备,还可以在商业体的停车场、地下车库等地方设置充电桩,为新能源汽车提供充电服务。

3.数据中心+储能

数据中心拥有能量密集标签,为其配置储能,可有效降低用电成本、提高用电质量及稳定性。储能系统接入数据中心,既可防止偶然断电导致数据丢失,又可通过削峰填谷、容量调配等机制,使数据中心不再只作为一个简单的电力负荷,从而提升电力运营的经济性,实现降本增效。

4.光储充一体化

当前,新能源汽车成为很多车主的选择,充电需求不断增长。作为绿色经济的一种新尝试,光储充一体化充电站具有广阔的发展前景。储能的加入,一方面可解决部分光伏发电冗余和并网问题,另一方面可发挥组合优势,带动光伏、充电桩等多向发展。

(二)盈利模式

1.峰谷套利

峰谷套利是指电价谷时从电网购电,电价峰时供给使用,从而减少企业电费支出,为工商业储能主要盈利方式。峰谷套利模式下收入计算公式为:

收入 =高峰期放电量 x高峰期电价 - 低谷期充电量 x低谷期电价 - 业主分成

峰谷套利模式核心影响因素主要是电价差和地方电价机制。其中,电价差指的是不同用电阶段电价的差值。电价差越大项目套利空间越大,电价差越小套利空间越小。目前,广东珠三角五市的电价差为国内最大,达到1.34元/kWh,湖北省电价差则为0.77元/kWh。地方电价机制决定了当地的充放电策略,即当地是否可以实现最大电价差的套利。目前,收益最高的浙江的电价机制可以让当地储能项目实现两充两放,两次均为谷充尖放。

2.需求侧响应

需求侧响应是应对短时的电力供需紧张、可再生能源电力消纳困难等情况,通过经济激励为主的措施,引导电力用户根据电力系统运行的需求自愿调整用电行为,实现削峰填谷,提高电力系统灵活性,保障电力系统安全稳定运行,促进可再生能源电力消纳。以湖北为例,需求侧响应收入计算公式为:

收入=储能系统放电量x响应单价x响应系数

需求侧响应核心影响因素主要有响应单价、响应系数和响应次数。其中,响应单价和响应系数由当地能源局决定,湖北省当前响应单价为日前响应20元/kW*次,日内响应单价为25元/kW*次,处于我国响应单价较高位置。响应系数方面,湖北省能源局将响应负荷与响应系数挂钩,响应负荷越大响应系数越高,响应系数通常在0.5至1的范围内。而由于各地方电力供需情况不确定,因此需求响应次数一般无法确定,但通常也是由当地能源局发起响应需求。

3.需量管理

需量管理,是电力需求侧管理(DSM)的一种方法。其目标是减少用户在电网高峰时段的电力需求,从而缓解电网的供电压力。最大需量管理可以通过多种手段实现,包括储能技术的应用。

针对受电变压器容量在315千伏安及以上的大工业用电,我国采用两部制电价,即工商业用户电费包括基本电价和电度电价两个部分。其中基本电价是每个月的固定费用,也称容量电价,容量电价可以选择按照变压器固定容量(kV·A)计算以或者按照变压器最大需量(kW)计算;电度电价则根据用户的实际用电量进行计算:

基本电费=基本电价x计费容量

电度电费=电度电价x用电量

4.能量时移

光伏发电具有很强的间歇性和波动性,配置储能系统后可以在光伏发电输出较大时,将多余电能储存到电池中,在光伏发电输出不足时,将电池中的电能释出,实现削峰填谷,最大化提升光伏发电的自发自用比例,降低用电成本。此外,将可再生能源的弃风弃光电量存储后再移至其他时段进行并网也是能量时移。能量时移对充放电的时间没有严格要求,对于充放电的功率要求也比较宽,因而具有较高的应用频率。

  1. 工商业储能建设运营方案

    (一)建设方案

    前期准备:安装工商业储能电站前需要业主方提供包括对应项目企业产权、用电负荷、用电情况和用电设备等信息。技术人员需要根据企业用电负荷数据、负载平均/最大功率及变压器容量及负荷数据,用于测算储能建设容量。

    场地条件:1)场地位于室外,尽量选择远离办公场所和密集人群,且10米内无危险化学品仓库;(2)选择离接入点配电房距离较近(建议30m以内)且便于线缆排布的地方;(3)考虑便于运输、吊装、可承重的硬化场地。实际项目需根据当地消防部门的要求预留安全防护通道和隔离通道;(4)用户内部场地或相邻位置,相邻位置宜与企业围墙毗连,之间不应有公共道路、其他建筑物等隔离。

    建设审批手续:安装工商业储能电站需要在当地发改局网站进行项目备案,并向当地电力公司申请电力接入批复。根据各地具体规定,可能还需要消防设计审查、环境影响评估报告、案评报告等其他流程。因此,项目启动前需要深入了解当地工商业储能项目验收与审核标准,并做好项目前期的预算与准备工作。本项目如果采取合同能源管理模式,以上手续一般由服务方负责,合作方仅需配合提供所需材料。

    施工建设:工商业储能电站的建设流程包括收资踏勘-方案设计-项目备案-图纸设计-接入批复-施工建设-设备调试-并网验收,整体项目建设周期由不同项目流程所需时间决定,小型工商业储能电站施工时间一般不超过2个月。

    项目的建(构)筑物主要为储能柜,无需新建储能装置基础,且项目的道路、给排水、电气等都依托合作方范围内的现有设施。此外,本类型项目还需对地面硬化处理,用地属性为临时性用地,主要包括电气设备等的堆放临时占地。

    设备方案:储能系统集成是储能产业链的核心环节,包含储能电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)四大关键部分以及其他电气设备(比如,储能温控系统)等。

    3-1 储能系统集成涉及相关设备

     

    (二)运营维护方案

    目前工商业储能的运营维护较为简单,一般由设备商提供,维护费用一般占总设备费用的1%至2%。其具体维护内容包括:

    设备监控与运行管理:分为实时监控和远程监控。实时监控指的是通过部署监控系统,实时监测储能系统的运行状态、电池状态、充放电效率等参数。远程监控是便于运维人员能够随时随地监测系统运行情况。

    性能优化与调度:具体分为智能调度和负荷预测。智能调度是利用先进的智能调度算法,实现对储能系统的电池充放电进行优化,以提高系统效率。负荷预测是利用负荷预测技术,预测未来负荷需求,优化电池的充放电策略。

    定期维护与巡检:对包括电池组、逆变器、控制器等在内的设备状态进行定期巡检,确保设备正常运行。同时还需要定期清理设备表面,检查电缆连接,确保设备良好的散热和连接状态。

    电池管理:即管理电池的充电和放电过程,确保电池状态在合适的范围内。通过均衡充放电策略的实施,防止电池组中某些电池的老化速度过快,延长电池寿命。

    安全管理与应急响应:部署安全监测系统,监控设备的温度、湿度、气体浓度等,确保运行环境安全。制定应急响应计划,包括设备故障、电池问题、自然灾害等紧急情况下的处理流程。

    数据分析与报告:包括数据采集、分析和报告生成。即收集历史数据,进行数据分析,识别潜在问题并进行预测性维护。在此基础上定期生成运行报告,包括设备状态、性能数据、维护记录等,用于评估系统性能和提出改进建议。

    培训与知识管理:为运维人员提供定期培训,使其能够熟练操作和维护储能电站。开展必要的知识管理,通过建立知识库,记录设备的技术规格、维护手册、常见问题与解决方案等信息,方便运维人员参考。

    性能评估与改进:性能评估是指定期对储能电站的性能进行评估,分析数据并识别改进点。根据评估结果,制定改进计划,优化运行策略和维护流程,以提高系统效率和可靠性。

    四、工商业储能投资运作方案

 

工商业储能投资运作模式主要有合同能源管理模式(EMC)、自主投资模式、融资租赁+合同能源管理模式3种。

(一)合同能源管理模式(EMC)

合同能源管理是节能服务公司(EMCo)与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标,由节能服务公司向用能企业提供必要的服务,用能企业以节能效益支付节能服务公司投入及合理利润的一种商业模式。在储能项目中,能源服务企业协助用户安装储能并负责投资建设储能资产和后期运维,能源服务企业与用电企业分享储能收益。

对业主方而言,这种模式投资风险较低,同时开发方往往是运营经验丰富的能源公司、储能设备商等,在系统运营方面也更能发挥专业优势。在合同能源管理模式中,业主方只需提供土地和能耗信息,可有效规避风险,是当前最主流的工商业储能投资运营模式。

 

4-1 合同能源管理模式示意

合同能源管理模式下,一般有3种利益分享的方式。一是由投资方向业主支付租金,借助场地建设储能电站;二是投资方按照与业主约定的比例分享项目收益,比例一般按照90%:10%或80%:20%来分配,一般随着建设地电价差的变大,投资方收益占比逐渐减小;三是投资方与业主约定,企业可享受峰时放电电价打折。目前行业内主流选择为商定比例分享收益模式。

(二)自主投资模式

业主自主投资模式是指工商业用户自行安装储能并承担初始投资成本及每年设备维护成本。这种模式要求用电企业能承受现金流和管理压力,但可以获得最大的收益。业主通常还需要向储能设备销售方定期支付维保费用,以获得相关运维和技术服务。业主自投模式更适合资金实力强,或能耗高、能源转型意愿强的大型工商业户主。

 

4-2 自主投资模式示意

(三)融资租赁+合同能源管理模式

融资租赁+合同能源管理模式是指融资租赁方根据与能源服务方的约定从设备方处选择并购买储能设备,并将储能设施出租予能源服务方。能源服务方利用该储能设备为业主方提供能源服务,与业主按照约定的比例分享储能收益,能源服务方并以部分收益向融资租赁方进行还款。租赁期限届满后,能源服务方获得该储能设施的所有权。

 

4-3 融资租赁+合同能源管理模式示意

五、工商业储能项目案例

工商

以杭州成江纺织有限公司1200kW/2580kWh储能项目为例。

(一)储能计划

项目执行峰谷套利的运行方式,运行策略主要遵循谷电价时给电池充电,峰电价时电池放电(具体放电时间和功率可调),在谷电价时段电池的充电容量从3%到98%,考虑系统为0.5C的配置,按照最新浙江省电价结构系统充放电策略可设置为一天2充2放,储能系统每天以两个满容量 “尖-谷”价差套利。

根据浙江谷、尖、峰电价时段策略,本项目在正常工作日22:00-8:00、11:00-13:00负荷低谷时段对储能电站进行充电,类似普通负荷,9:00-11:00、15:00-17:00尖峰时段储能电站以恒定功率或跟随负荷策略向用户释放存储的电能。

(二)项目总投资

本项目静态投资438.6万元,单位静态投资1.7元/Wh。资本金占静态投资的20%,约87.72万元;银行贷款占静态投资的80%,约350.88万元。银行贷款偿还期为8年,宽限期为0年,宽限期后每年按贷款等额还本利息照付,年贷款利率为3.5%。

(三)设备清单

设备清单具体包括储能系统设备清单和电气系统清单。

5-1 储能系统设备清单

 

5-2 电气系统清单

 

(四)财务评价

1.成本费用

总成本费用包括电费、设备费、运维费、保险费、折旧费、收益分成等。年度运维费按设备初始投资总额的2%测算。保险费按国家规定计算,每年固定资产保险费率暂按0.15%测算。

2.收益计算

日收益计算如下:

当日第一次充放电收益 = 尖/峰时段电价×放电电量-谷时段电价×充电消耗电量

当日第二次充放电收益 = 尖时段电价×放电电量-谷时段电价×充电消耗电量

当日充放电合计收益 = 第一次充放电收益+第二次充放电收益

项目运营周期为并网之日起96个月,即8年。

投资方仅在项目所在地电网低谷电价时为储能电站充电,在所在地电网尖峰时段储能电站放电,以实现效益最大化(峰谷套利)。

储能系统投资由投资方出资建设,项目收益采用分成模式:业主方85%,企业方15%。

3.财务指标汇总表

表5-3 核心财务指标一览表

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yj蓝天
2024年08月10日 09:45:55
3楼

工商业储能主要应用于工厂、工业园区、厂商和医院等场景,通过削峰填谷、需量管理、备用电源等方式提升用电效率和绿色发展。其收益方式主要包括峰谷套利、需求侧响应、需量管理、能量时移、电力现货市场交易和电力辅助服务等,且工商业经济性主要来自峰谷价差套利

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