山西省独立储能政策及收益分析

山西省独立储能政策及收益分析2022年8月太原山西院中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGICHINAENERGYENGINEERI发展的指导意见》(发改能源规〔2021〕1051号)应交易的补充通知》(晋监能市场〔2021)98号〕·2021年12月21日，国家能源局印发的《电力辅助管理办法》、《电力并网运行管理规定》,储能可在备用、转动惯量、爬坡、电压控制、稳定·2022年5月18日，山西能监办出台的《山细则(试行)》。·2022年6月10日，山西省电力公司更新了《山施细则》(试运行V12.0)。1储能项目发展的必要性1储能项目发展的必要性·目前，山西省新能源发电产业总装机容量约3200万千瓦，预计“十四五”末装机容量达到8000万千瓦，占山西省总装机容量的约50%。电力系统的波动性和不确定性问题日益严重，电力系统急需大量的灵活性资源及安全稳定措施。在水电资源等灵活性资源相对匮乏的山西省，技术相对成熟的电化学储能电站成为解决上述问题的有效措施。·共享储能电站相对于新能源+储能，布局更加科学和合理。考虑到电网负荷同时率，新能源场站配置的储能大多数时间段都难以在其额定功率下运行，只有少数时段才被满足负荷调用，因此造成了储能资源的极大浪·共享储能电站相对于新能源+储能，布局更加集中，方便电网公司调度。一个共享储能电站即可实现了多个新能源场站+储能的调频调峰功能，使调度人员原本“一对多”的工作模式，变成了“一对一”的工作模式，方便调度人员调度管理。·共享储能电站提供了一种全新的商业模式，通过建设共享储能电站，参照合同能源管理模式和新能源场站合作，既满足了电网公司对新能源技术考核要求，也提高了新能源电站电能质量，同时也减小了新能源场站投资和运营风险，实现了多方共赢2储能系统的技术发展2储能系统的技术发展·根据所用的能量形式，可将储能技术分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、超导磁储能)、电化学储能(铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、液流电池、钠硫电池、锂液流电池、液态金属电池、超级电容器)和热储能(潜热储热、显热储热、化学热储)三类。·压缩空气储能成本低、寿命长，安全系数高，但由于受地形限制，需要将压缩空气储存在合适的地下矿井或溶岩下的洞穴中，因此常用于系统·抽水蓄能与压缩空气类似，其放电时间可以从几小时到几天，但同样会受地形制约，建设周期也较长，还会带来一定的生态问题。·飞轮、超级电容器和超导磁储能的循环使用寿命和效率、功率和响应时间都很好，无污染、维护较简单，但比能量较低，属于典型的功率型储类型电池液流电池超级电容器分类电池电池电池电池铅炭电池电池管式电池电池超级电容器能量密度类型电池液流电池超级电容器分类电池电池电池电池铅炭电池电池管式电池电池超级电容器能量密度1升燃料1度电或1公斤甲醇(溶液)1.5度电595000次13000次500次1000次充放电效率CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANX大倍率能3C放电4C放电可3C放电可以可以命电命3C放电5秒5倍额定功率可以电时间短过冲与过放电可深充放放：过度充电时很危险不影响放会影响放会影响常温工温度要作，高低好性能差仍能工作必须保证300~350℃的工作温度时液体电解液影响性能电解液影响性能常温工常温工作常温工常温工作，高温作，高温常温工作常温工作小小中(无污染有安全要求)小大(铅、大(铅、大(铅、有酸雾无污染安全性好温度低无无酸液腐蚀蚀蚀酸液腐蚀无中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHAN2储能系统的技术发展2储能系统的技术发展技术及成熟度美国迪、ATL首先由日本住友电NGK公司最成能世纪科技公司收熟，中国科学购了钒电池研究全院上海硅酸盐球第一的加拿大北京金能、承德万力通、上海林洋等公司研究美国ZBB,物所，芜湖美能(美国Ensync)久成熟，熟度高，技术成熟度不够，国熟度高，所、清华大南都、华力、北京富富、理士原、北京氢表成熟度中等，国内双登需要单独柴油机维持电网断电时电池的工作温度易沉淀堵塞管道，否则电堆报废寿命受隔换过滤网，2、不能储电能时间短中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司装置、SVG、集控楼及配套升压站。项目的收益。4.1成本类基础数据1)静态投资：79000万元，动态投资80000万元。2)资金来源：本工程注册资本金20%,其余80%由银行贷款解决。3)项目的还款原则按本金等额还款，取15年(含建设期),长期贷款利率4.65%,一年计息4次，短期贷款利率4.35%。4)本项目的运营年限取20年，前5年质保，从第6年至第15年分批更换电池，10年更换一轮。前5年更换费用按1元/Wh计算；后5年不更换电池。电池更换费用按0.8元/Wh计算，更换费用24.2现货期间市场交易·相关政策：现货期间参与山西电力市场现货交易，执行《山西省电力现货市场交易实施细则》(试运行V12.0)。·政策背景：山西属于国内首批8个电力现货交易示范省份之一，从2018年底就开始电力现货市场交易，2019、2020年分别运行了3个月，从2021年4月1日至今，一直执行现货交易政策，是现货交易运行时间最长的试点省份。通过几年的运行，山西省现货交易市场已逐渐成熟，《山西省电力现货市场交易实施细则》已出版至12版，政策基本趋于稳定。其中明确了独立储能参与现货交易的细则。2021年4月，国家又新增了6个省份进行电力现货市场交易改革。2022年3月，山东省三个独立储能项目已实际参与到山东省电力现货市场交易中。广东省也明确2022全年执行现货交易。可见，现货交易已经成为必然趋势。04.2现货期间市场交易测算基础数据：1)山西省2021年4月1日-2021年12月31日共277天实际出清价格。2)为了避免满容量充放对电池寿命的损害。同时预留放电容量，考虑15%的损耗，按230MWh考虑。3)预留的10%的容量，即30MWh的容量，可保障参与一次调频12MW的储能连续运行2.5小时(分钟级即可满足),完全可以满足一次调频的需求，一次调频基本不占用储能系统的容量。4)根据工程测算的度电成本为0.35元/KWh,模拟测算4.2现货期间市场交易测算基础数据：5)实际出清96个节点，每15分钟出清一次价格。为避免100%的准确，本项目容量300MW/300MWh,测算按以下几种策略充放电(从优到劣):·按额定功率，每次充放15分钟，间断充放，共充放1小时；·按50%额定功率，每次充放1小时，共充放2小时。CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRIC本项目测算按可靠性最高的第三种情况考虑，即年收益按3434万元计算。本项目测算按可靠性最高的第三种情况考虑，即年收益按3434万元计算。4.2现货期间市场交易现货收益：运营策略峰谷平均差价(元)充放次数9个月收益(万元)全年收益(万元)策略可靠性1C+15分钟充放电低1C+1小时充放电高0.5C+2小时充放电最高CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGINEERI4.2现货期间市场交易峰谷差趋势预测：目前山西省新能源装机容量占总装机容量的31%。根据山西省电力系统十四五及远期规划，到十四五末，新能源装机规模达到9000万千瓦，占总装机容量的50%以上。远期规划新能源装机容量的比例会进一步扩大，造成山西电网的不稳定性进一步扩大。另外，山西省用电负荷增加缓慢，造成供需不平衡进一步扩大。两个方面分析，未来现货交易的峰谷次数、价差会进一步扩大，预计现货交易收益未来会一直向好。4.3辅助服务(一次调频)4.3.1相关政策：执行2022年5月18日，山西能监办出台的《山西电力一次调频市场交易实施细则(试行)》。装机容量会达到9000万千瓦，完全可以满足山西省的用电负荷需求。以新能源为主体的新型电力系统在山西省更为明显，这就需要大量的性能优质的一次调频资源做支撑。而大型独立储能电站是保障新型电力系统安全可靠、灵活高效的必不可少的组成部分。所以一次调频的政策会一直持续下去。12MW×800次×300天×5元/MW×5.5=7920万元。4.3辅助服务(一次调频)公式中最大的变数是收益补贴的变化，故本项目测算按补贴逐年递减的方式：1-5年6-10年11-15年16-20年价格(元/MW)6543每年收益(万元)4.4现货期间参与响应交易·相关政策：现货期间同时参与响应交易收益，执行，《山西独立储能和用户可控负荷参与电力调峰市场交易实施细则(试行)》(晋监能[2020]14号)、《山西能源监管办关于独立储能和用户可控负荷参与电力响应交易的补充通知》(晋监能市场[2021]98号)。·独立储能和用户可控负荷参与电网高峰时段的响应交易，在电网出现电力上旋备用容量不足时，依据《山西独立储能和用户可控负荷参与电力调峰市场交易实施细则》,参与响应交易的申报价格按照0～600元万元。考虑储能电站参与响应交易的时段与现货交易有重叠，暂不考虑这部分收益。4.5其他潜在收益·相关政策：根据国家能源局2021年12月21日印发的《电力辅助管理办法》·储能未来还可在有功平衡服务、无功平衡服务和事故应急及回复服务方面获得收益。有功平衡服务主要包括二次调频、备用、转动惯量、爬坡等电力辅助服务；无功平衡服务主要指电压控制服务；事故应急及回复服务主要包括稳定切机、稳定切负荷及黑启动服务。4.6敏感性分析·分别对建设投资、一次调频次数和现货期间市场交易价差进行敏感性分析，得到结果如下表所示，可知建设投资最为敏感，依次为一次调频次数和现货期间市场交易价差。中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司敏感度系数和临界点分析表方案类型项目投资财务内部收益率(所得税前)临界点建设投资变化分析(%)其他收入1产量变化分析(%)其他收入2单价变化分析(%)7.478.198.91评价依据：参考国家能源局发布DL/T5435-2019《火力发电工程经济评价导则》。财务评价程序采用电力规划设计总院编制的《火力发电工程经济评价软件》。并在此基础上根据储能电站的特性进行了修订。CHINAENERGYENGINEERINGGROUPS7流动资金万元900.008销售收入总额(不含增值税)万元186938.0516项目投资财务内部收益率(所得税前)%7.4717项目投资财务内部收益率(所得税后)%5.8918项目投资财务净现值(所得税前)万元13277.44CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGINEERINGCO.,LTD.19项目投资财务净现值(所得税后)万元10685.8720资本金财务内部收益率%12.2725资产负债率(最大值)%80.00CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXI5.1