工業(yè)用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用及其經(jīng)濟(jì)性分析

工業(yè)用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用及其經(jīng)濟(jì)性分析南網(wǎng)能源公司致力于服務(wù)客戶“用好能源”。一是“把能源用好”

，即提升能源的利用效率，通過幫助客戶挖

掘巨大的節(jié)能潛力，來減少能源消耗，減少客戶能源費(fèi)用，緩解城市

用能緊張

；二是“用好的能源”

，即清潔能源，如天然氣、太陽(yáng)能、風(fēng)能等

的開發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)在用能中心的就近消納，以優(yōu)化客戶能源結(jié)構(gòu)，減

少碳排放，改善國(guó)家生態(tài)環(huán)境。用

好

能

源1

公司介紹2

用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的收益模式3

用戶側(cè)儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式4

用戶側(cè)儲(chǔ)能適用的電池類型5

用戶側(cè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性分析6

用戶側(cè)儲(chǔ)能適于投資區(qū)域7

問題與挑戰(zhàn)目錄公司業(yè)務(wù)u

xxx綜合能源有限公司是xxx公司旗下專門從事節(jié)能減排市場(chǎng)開發(fā)、項(xiàng)目投資建設(shè)運(yùn)營(yíng)和用電客戶節(jié)能服務(wù)的專業(yè)子公司，于2010年12月在廣州掛牌成立，截至2018年6月資產(chǎn)總額55.4億元。u

公司依托xxx及各股東單位的客戶資源、營(yíng)銷渠道、品牌背景等優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)整合，市場(chǎng)開拓，項(xiàng)目的投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)各方面具有強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。u

公司主營(yíng)3+N業(yè)務(wù):?天然氣分布式能源

?

生物質(zhì)?工業(yè)余熱余壓?煤礦瓦斯綜合利用分布式能源及綜合利用?

光伏?海上風(fēng)電?

儲(chǔ)能新能源?

電動(dòng)車充電服務(wù)?售電和需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)?節(jié)能服務(wù)電商平臺(tái)新型業(yè)務(wù)?

工業(yè)節(jié)能?建筑節(jié)能?

照明節(jié)能節(jié)能服務(wù)公司業(yè)務(wù)u

xxx綜合能源有限公司在儲(chǔ)能方面主要開發(fā)投資的業(yè)務(wù)：用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目電源側(cè)調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)用戶側(cè)調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)231幾種模式可疊加，在目前儲(chǔ)能高成本的情況下，多種收益模式疊加具有更好的經(jīng)濟(jì)性。其中峰谷套利模式最為基本及較易實(shí)現(xiàn)的收益模式。

用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的收益模式需量電費(fèi)管理電網(wǎng)輔助服務(wù)動(dòng)態(tài)增容峰谷套利提高新能源自用率應(yīng)用盈利模式峰谷套利是指儲(chǔ)能系統(tǒng)在谷值電價(jià)/平值電價(jià)時(shí)段充電，然后在峰值電價(jià)時(shí)段放出，以此方式賺取電價(jià)差額，從而減少用戶電費(fèi)開支。假如峰值電價(jià)H，谷值電價(jià)L，則每度電可獲取的最大收益為H-L，如圖：

用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的收益模式需量電費(fèi)管理大工業(yè)用戶逐月繳納電費(fèi)的清單包含可視電量與針對(duì)變壓器收取的需量電費(fèi)。針對(duì)變壓器收取的電費(fèi)，無論是按變壓器的容量收取，還是按月最大負(fù)荷收費(fèi)，都無法滿足用戶的峰谷用電負(fù)荷特性，而儲(chǔ)能系統(tǒng)可以進(jìn)行削峰填谷，消除尖峰負(fù)荷，平滑用電曲線，減少需量電費(fèi)。

用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的收益模式動(dòng)態(tài)增容用戶的變壓器容量是固定的，當(dāng)用戶出于其需求造成變壓器滿額運(yùn)行時(shí)，則需要進(jìn)行變壓器擴(kuò)容。而儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)增，明顯降低變電器壓器負(fù)荷率，延緩新增變壓器的投產(chǎn)時(shí)間，通過延緩工廠變壓器的增容，減少變壓器的增容費(fèi)。

用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的收益模式電網(wǎng)輔助服務(wù)是指電網(wǎng)公司通過調(diào)度業(yè)主儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量來實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)整體負(fù)荷供需平衡的調(diào)節(jié)，穩(wěn)定

電網(wǎng)運(yùn)行，保障電網(wǎng)安全。其功能包括電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻調(diào)壓，替代部分調(diào)峰電廠、調(diào)頻機(jī)組、旋轉(zhuǎn)備份、事故備用等。儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)峰電網(wǎng)調(diào)頻火力發(fā)電廠

用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的收益模式提高新能源自用率新能源發(fā)電項(xiàng)目依賴于自然條件，具有不穩(wěn)定性。建設(shè)儲(chǔ)能電站，可以將新能源的發(fā)電量存儲(chǔ)起來，在適時(shí)使用，消除了新能源發(fā)電與用戶用電時(shí)間不同步的限制，大大提高新能源發(fā)電利用率。

用戶側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的收益模式EMC模式由第三方投資運(yùn)營(yíng)，在工業(yè)用戶提供場(chǎng)地內(nèi)建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，與工業(yè)用戶業(yè)主利潤(rùn)分享。EPC模式由工業(yè)用戶自行投資運(yùn)營(yíng)，儲(chǔ)能設(shè)備或系統(tǒng)集成方負(fù)責(zé)項(xiàng)目建設(shè)及維護(hù)，工業(yè)用戶獲得項(xiàng)目收益。目前市場(chǎng)上主要以EMC模式為主。l

用戶側(cè)儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式投資方與工業(yè)用戶按照商定的比例分享項(xiàng)目收益投資方向工業(yè)用戶支付租金工業(yè)用戶享受峰時(shí)放電電價(jià)打折EMC模式中利益分享方式目前，市面上用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的主流電化學(xué)電池有鉛炭電池、鋰離子電池、液流電池等幾種。主流儲(chǔ)能電池性能一覽表如下：性能指標(biāo)鉛炭電池鋰離子電池液流電池三元鋰磷酸鐵鋰全釩鋅溴放電深度60%80%

~100%90

~100%90

~100%能量密度（wh/kg）30-60130-20080

~12015-5075-85場(chǎng)地面積(m2/MWh)3210163828循環(huán)壽命（次）2000-40003000-120005000-100002000-5000充放電效率80-90%90%-98%60-75%65-75%安全性鉛污染有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)有低概率火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)比較安全溴蒸汽泄露危險(xiǎn)優(yōu)點(diǎn)一次投資低，30%的可回

收殘值電壓高、比能量高、循環(huán)性能好、

環(huán)保一致性好，循環(huán)壽命

長(zhǎng)，規(guī)模大低成本、壽命長(zhǎng)，

大功率、深度放電缺點(diǎn)比能量低，占地面積大，放電深度低，充放電倍率低成本較高、安

全性較差成本較高能量密度低、維護(hù)成

本高維護(hù)成本高、

自放電嚴(yán)重，有腐蝕

用戶側(cè)儲(chǔ)能適用的電池類型比選結(jié)論：綜合電池的各方面指標(biāo)以及用戶側(cè)調(diào)峰電站的特性，整體對(duì)比如下：1.全釩電池循環(huán)次數(shù)較高，但能量密度較小、維護(hù)成本高；鋅溴電池自身存在較多問題，暫時(shí)不適宜推廣應(yīng)

用

；2.

目前鉛炭電池初期成本相對(duì)較低，且可回收，有約30%折舊的回收率，較具成本優(yōu)勢(shì)，但因充放電倍率較

低，每天僅能充放一次，可應(yīng)用于調(diào)峰儲(chǔ)能項(xiàng)目，但需較大的占地面積；3.鋰電池能量密度較高，隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，技術(shù)迅速成熟，未來成本下降空間較大，電池特性較適

宜用于調(diào)峰儲(chǔ)能項(xiàng)目。相對(duì)于磷酸鐵鋰，三元鋰安全性風(fēng)險(xiǎn)略高，不適宜大規(guī)模調(diào)峰儲(chǔ)能電站使用。從技術(shù)性能對(duì)比，預(yù)計(jì)未來五年大型調(diào)峰儲(chǔ)能電站推薦采用鉛炭、磷酸鐵鋰電池，具體采用哪種電池根據(jù)

項(xiàng)目的特點(diǎn)匹配。

用戶側(cè)儲(chǔ)能適用的電池類型1.經(jīng)濟(jì)性測(cè)算邊界條件決定工業(yè)用戶側(cè)儲(chǔ)能峰谷套利經(jīng)濟(jì)性的邊界條件及因素較多：除成本外，電池的類型、放電深度、循環(huán)壽命、循環(huán)效率、衰減率、當(dāng)?shù)胤迤焦入妰r(jià)、峰谷時(shí)長(zhǎng)、建設(shè)規(guī)模等因素都對(duì)經(jīng)濟(jì)性有較大影響。2.充放電策略對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性影響（建議以珠三角、長(zhǎng)三角、上海大工業(yè)電價(jià)。)充放電策略一般可分為一充一放（谷時(shí)充電，峰時(shí)放電）、兩充兩放（谷/平時(shí)充電，峰時(shí)放電）、三充三

放（同兩充兩放，多用于三個(gè)峰時(shí)地區(qū)）等。充放電策略的設(shè)計(jì)需綜合考慮用戶所在地區(qū)分時(shí)電價(jià)的峰平

谷時(shí)段劃分、電池的充放電倍率、電池的循環(huán)壽命、用戶的負(fù)荷特點(diǎn)等因素。通過對(duì)多地區(qū)多項(xiàng)目的分析，一充一放、兩充兩放是大工業(yè)用戶儲(chǔ)能系統(tǒng)較為普遍使用的充放電策略。充放電控制策略示意圖

用戶側(cè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性分析兩充兩放方式能夠較快速的回收成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。參見0.5

MW/1

MWh鋰電池不同充放電策略經(jīng)濟(jì)性對(duì)比：峰谷套利模式的用戶側(cè)儲(chǔ)能適合投資的地區(qū)以峰谷電價(jià)差較大的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為主：

目前江蘇、上海、廣東珠三角地區(qū)的電價(jià)差較為適合投資。未來隨著電力現(xiàn)貨交易的全面開發(fā)，適于投資的區(qū)域有可能發(fā)生變化。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一充一放（谷段充電+峰段放電）兩充兩放（谷段充電+峰段放電；平段充電+峰段放電）總投資/萬元180180峰時(shí)放電優(yōu)惠折扣額度96%96%廣東珠三角年總收益/萬~20~28I

RR/%~5~7.1回收年9.68.3江蘇年總收益/萬~21~30I

RR/%~5.9~8回收年8.77.8上海年總收益/萬~24~36I

RR/%~5.8~8.1回收年8.67.7

用戶側(cè)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性分析

用戶側(cè)儲(chǔ)能適于投資區(qū)域

問題與挑戰(zhàn)用戶側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展道路依然很曲折，需要多方共同努力。政府層面盡快建立市場(chǎng)機(jī)制，完善標(biāo)準(zhǔn)體系，填補(bǔ)儲(chǔ)能關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)空白。電網(wǎng)層面培育儲(chǔ)能的應(yīng)用市場(chǎng)，發(fā)掘儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景，并做好并網(wǎng)服務(wù)工作。設(shè)備廠家層面提高設(shè)備的品質(zhì)，研發(fā)適用于電力領(lǐng)域應(yīng)用的儲(chǔ)能產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的循環(huán)壽命，通過多重手

段促進(jìn)儲(chǔ)能成本的降低?？蒲袡C(jī)構(gòu)層面推動(dòng)儲(chǔ)能的技術(shù)進(jìn)步，并解決當(dāng)前儲(chǔ)