光伏、儲(chǔ)能、光儲(chǔ)投資性分析和對(duì)比

我國(guó)已宣布2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。2030年非化石能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%。為確保完成這一政策目標(biāo)，綠色能源成為主體電源，2030年風(fēng)電光伏裝機(jī)規(guī)模超過(guò)國(guó)家承諾的12億千瓦下限已是共識(shí)。這意味著，高比例新能源應(yīng)用已經(jīng)成為我國(guó)電能輸送、配用、消納的主要場(chǎng)景，而儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)并保障高比例電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠和高效的強(qiáng)力支撐。從應(yīng)對(duì)氣候挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略層面看，儲(chǔ)能是支撐“3060”大目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，它不止是實(shí)現(xiàn)并保障高比例新能源在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)能量平衡和功率平衡以及建設(shè)電力冗余，進(jìn)而提高系統(tǒng)效率、降低用電成本具有“革命性”的貢獻(xiàn)。

　　安裝光伏和風(fēng)電發(fā)電，可以直接減排，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的主力軍，而安裝儲(chǔ)能，可以提高光伏和風(fēng)電在電網(wǎng)的比例，減少棄風(fēng)棄光比例，可以間接減排，目前光伏系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)成本較低，并且在持續(xù)下降，投資光伏既有利益，又可響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，為環(huán)保做一份貢獻(xiàn)。

　　下面分析，光伏、光儲(chǔ)以及用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能三個(gè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，投資經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。

　　例以深圳某工業(yè)廠房為例，該地區(qū)高峰時(shí)段電價(jià)1.0249元/度(9:00—11:30、14:00—16:30、19:00—21:00)，平時(shí)段電價(jià)0.6724元/度(7:00—9:00、11:30—14:00、16:30—19:00、21:00—23:00)，低谷時(shí)段電價(jià)0.2284元/度(23:00—次日7:00)，該工廠平均負(fù)載功率為800kVA,工廠是早上8點(diǎn)開(kāi)工，下午18點(diǎn)收工。一年工作時(shí)間為280天左右。以下模式設(shè)定為廠房業(yè)主有閑余資金自投，光伏發(fā)電或者儲(chǔ)能用于抵消電費(fèi)開(kāi)支，沒(méi)有計(jì)算資金的貨款成本，以及稅金和租金等各種開(kāi)支。

　　光伏并網(wǎng)發(fā)電

　　特點(diǎn)：光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，負(fù)載優(yōu)先使用太陽(yáng)能，當(dāng)負(fù)載用不完后，多余的電送入電網(wǎng)，當(dāng)光伏電量不足時(shí)，電網(wǎng)和光伏可以同時(shí)給負(fù)載供電，光伏發(fā)電依賴(lài)于電網(wǎng)和陽(yáng)光，當(dāng)電網(wǎng)斷電時(shí)，逆變器啟動(dòng)孤島保護(hù)功能，太陽(yáng)能不能發(fā)電，負(fù)載也不能工作；系統(tǒng)輸出功率和光照同步，和電網(wǎng)峰平谷電價(jià)沒(méi)有關(guān)系。

　　根據(jù)該公司屋頂可裝光伏和面積，負(fù)載用電負(fù)載功率和用電情況，安裝一個(gè)500kW的光伏電站，開(kāi)工期間光伏用電可以全部自用，正常工作日8點(diǎn)之前和18點(diǎn)之后和休息日余量上網(wǎng)，以脫硫電價(jià)0.453元賣(mài)給電網(wǎng)公司，經(jīng)過(guò)綜合計(jì)算，自發(fā)自用比例為80%，余電上網(wǎng)比例為20%。

　　按照2021年的光伏電站安裝行情，整個(gè)系統(tǒng)初裝費(fèi)用為240萬(wàn)元。500kW在深圳地區(qū)，平均每年發(fā)電50萬(wàn)度，峰段占比最大，約為24萬(wàn)度，按1.025元每度價(jià)格算，每年收益約為24.6萬(wàn)元，平段約為16萬(wàn)度，按0.6724元每度價(jià)格算，每年收益為10.8萬(wàn)元,余量上網(wǎng)比例為20%為10萬(wàn)度，以脫硫電價(jià)0.453元賣(mài)給電網(wǎng)公司，總收入為4.5萬(wàn)元，加起來(lái)約為40萬(wàn)元，大約6年收加投資。

　　光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　相對(duì)于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，光儲(chǔ)系統(tǒng)增加了充放電控制器和蓄電池，系統(tǒng)成本增加了30%左右，但是應(yīng)用范圍更寬。一是可以設(shè)定在電價(jià)峰值時(shí)以額定功率輸出，減少電費(fèi)開(kāi)支；二是可以電價(jià)谷段充電，峰段放電，利用峰谷差價(jià)賺錢(qián)；三是當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，光伏系統(tǒng)作為備用電源繼續(xù)工作，逆變器可以切換為離網(wǎng)工作模式，光伏和蓄電池可以通過(guò)逆變器給負(fù)載供電。上述的項(xiàng)目，在光伏電站增加一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，光伏繼續(xù)安裝500kW，設(shè)計(jì)一套250kW儲(chǔ)能系統(tǒng),配備一臺(tái)250kW的PCS雙向儲(chǔ)能變流器，1000kWh儲(chǔ)能鋰電池，整個(gè)光儲(chǔ)系統(tǒng)初裝費(fèi)用為420萬(wàn)元，光伏平均每年發(fā)電50萬(wàn)度，由于安裝儲(chǔ)能，可以調(diào)節(jié)光伏電量輸出時(shí)間，計(jì)劃安排30萬(wàn)度在電價(jià)峰值時(shí)功率輸出，每年收益約為30.8萬(wàn)元，10萬(wàn)度為平段時(shí)間輸出，每年收益為6.7萬(wàn)元，20%節(jié)假日以脫硫電價(jià)0.453元賣(mài)給電網(wǎng)公司，總收入為4.5萬(wàn)元，利用峰谷0.8元每度的價(jià)差，每天充電800度，充放電效率算0.85，在高峰期放640度，一年約14.2萬(wàn)元；電網(wǎng)停電會(huì)給工廠帶來(lái)較大的損失，停電一小時(shí)，可能損失幾千到幾萬(wàn)元，加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)，可作為備用電源使用，一年估算4.5萬(wàn)左右，每年收益60.7萬(wàn)，大約6.9年收回投資。

　　上述的項(xiàng)目，根據(jù)負(fù)載平均功率和光伏峰值功率的容量差距，再改動(dòng)一下，光伏減少為400kW，儲(chǔ)能改為250kW/1250kWh，整個(gè)光儲(chǔ)系統(tǒng)初裝費(fèi)用為390萬(wàn)元，光伏和儲(chǔ)能所有的電改為全部在電價(jià)高峰值放出，周末光伏的電除了自用之外儲(chǔ)能起來(lái)，只有長(zhǎng)假期間才送到電網(wǎng)，光伏平均每年發(fā)電40多萬(wàn)度，有350天可以全部在電價(jià)高峰值放出，大約為38萬(wàn)多度，每年收益約為39萬(wàn)元，2萬(wàn)度電以脫硫電價(jià)0.453元賣(mài)給電網(wǎng)公司，總收入為0.9萬(wàn)元，利用峰谷0.8元每度的價(jià)差，每天充電1250度，充放電效率算0.85，在高峰期放1060度，一年收益約22.5萬(wàn)元，夏天停電時(shí)，光儲(chǔ)可以工廠持續(xù)供電3-4小時(shí)，大大增加用電的可靠性，加上儲(chǔ)能還可改善功率因素，減少變壓器擴(kuò)容費(fèi)用，一年估計(jì)能增加6.5萬(wàn),每年收益68.9萬(wàn),大約5.7年收回投資.

　　用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)主要設(shè)備是雙向儲(chǔ)能逆變器和蓄電池，電價(jià)谷時(shí)充電，電價(jià)峰時(shí)充電，電網(wǎng)停電時(shí)，作為后備電源使用。還是上述的項(xiàng)目，我們?cè)O(shè)計(jì)一臺(tái)500kW的PCS雙向儲(chǔ)能變流器，2000kWh蓄電池，整個(gè)系統(tǒng)初裝費(fèi)用為180萬(wàn)元。

　　利用峰谷價(jià)差充放電，效率算0.8，設(shè)計(jì)高峰期放1600度，總的價(jià)差約1180元，一年算280天約33萬(wàn)元；電網(wǎng)停電會(huì)給工廠帶來(lái)較大的損失，停電一小時(shí)，可能損失幾千到幾萬(wàn)元，加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)，可做為備用電源使用，一年估算5萬(wàn)左右，全部相加約38萬(wàn)元，大約4.7年可以收回投資。

　　從上表看出，三個(gè)方案投資收益有差別，峰谷價(jià)差達(dá)0.8元的儲(chǔ)能系統(tǒng)成本回收期最短，防逆流的并網(wǎng)和光儲(chǔ)能系統(tǒng)1回收期稍長(zhǎng)，但儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命短，從全生命周期上看，光伏系統(tǒng)加上儲(chǔ)能，并擴(kuò)展儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，投資收益最好，最具有發(fā)展前景。

　　轉(zhuǎn)自：化工網(wǎng)

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