4.1 光伏、储能、光储投资性分析和对比

光伏、储能、光储投资性分析和对比我国已宣布2030年前实现碳达峰、2060年实现碳中和。2030年非化石能源消费比重将达到25%。为确保完成这一政策目标，绿色能源成为主体电源，2030年风电光伏装机规模超过国家承诺的12亿千瓦下限已是共识。这意味着，高比例新能源应用已经成为我国电能输送、配用、消纳的主要场景，而储能是实现并保障高比例电力系统安全、稳定、可靠和高效的强力支撑。从应对气候挑战的战略层面看，储能是支撑“3060”大目标的关键技术，它不止是实现并保障高比例新能源在电力系统的应用，对整个电力系统能量平衡和功率平衡以及建设电力冗余，进而提高系统效率、降低用电成本具有“革命性”的贡献。安装光伏和风电发电，可以直接减排，是实现碳达峰和碳中和的主力军，而安装储能，可以提高光伏和风电在电网的比例，减少弃风弃光比例，可以间接减排，目前光伏系统和储能系统成本较低，而且还在持续下降中，投资光伏既有利可图，还可以响应国家号召，为环保做一份贡献。下面分析一下，光伏，光储以及用户侧储能三个项目的特点，投资经济性对比。以深圳某工业厂房为例,该地区高峰时段电价1.0249元/度（9:00—11:30、14:00—16:30、19:00—21:00），平时段电价0.6724元/度（7:00—9:00、11:30—14:00、16:30—19:00、21:00—23:00），低谷时段电价0.2284元/度（23:00—次日7:00），该工厂平均负载功率为800kVA,工厂是早上8点开工，下午18点收工。一年工作时间为280天左右。以下模式设定为厂房业主有闲余资金自投，光伏发电或者储能用于抵消电费开支，没有计算资金的货款成本，以及税金和租金等各种开支。1、光伏并网发电特点：光伏并网系统，负载优先使用太阳能，当负载用不完后，多余的电送入电网，当光伏电量不足时，电网和光伏可以同时给负载供电，光伏发电依赖于电网和阳光，当电网断电时，逆变器就会启动孤岛保护功能，太阳能不能发电，负载也不能工作；系统输出功率和光照同步，和电网峰平谷电价没有关系。根据该公司屋顶可装光伏和面积，负载用电负载功率和用电情况，安装一个500kW的光伏电站，开工期间光伏用电可以全部自用，正常工作日8点之前和18点之后和休息日余量上网，以脱硫电价0.453元卖给电网公司，经过综合计算，自发自用比例为80%，余电上网比例为20%。按照2021年的光伏电站安装行情，整个系统初装费用为240万元。500kW在深圳地区，平均每年发电50万度，峰段占比最大，约为24万度，按1.025元每度价格算，每年收益约为24.6万元，平段约为16万度，按0.6724元每度价格算，每年收益为10.8万元,余量上网比例为20%为10万度，以脱硫电价0.453元卖给电网公司，总收入为4.5万元，加起来约为40万元，大约6年收加投资。2、光伏储能系统相对于并网发电系统，光储系统增加了充放电控制器和蓄电池，系统成本增加了30%左右，但是应用范围更宽。一是可以设定在电价峰值时以额定功率输出，减少电费开支；二是可以电价谷段充电，峰段放电，利用峰谷差价赚钱；三是当电网停电时，光伏系统作为备用电源继续工作，逆变器可以切换为离网工作模式，光伏和蓄电池可以通过逆变器给负载供电。上述的项目，在光伏电站增加一个储能系统，光伏继续安装500kW，设计一套250kW储能系统,配备一台250kW的PCS双向储能变流器，1000kWh储能锂电池，整个光储系统初装费用为420万元，光伏平均每年发电50万度，由于安装储能，可以调节光伏电量输出时间，计划安排30万度在电价峰值时功率输出，每年收益约为30.8万元，10万度为平段时间输出，每年收益为6.7万元，20%节假日以脱硫电价0.453元卖给电网公司，总收入为4.5万元，利用峰谷0.8元每度的价差，每天充电800度，充放电效率算0.85，在高峰期放640度，一年约14.2万元；电网停电会给工厂带来较大的损失，停电一小时，可能损失几千到几万元，加装了储能系统，还可以作为备用电源使用，估计一年算4.5万左右，每年收益60.7万，大约6.9年收加投资。上述的项目，根据负载平均功率和光伏峰值功率的容量差距，再改动一下，光伏减少为400kW，储能改为250kW/1250kWh，整个光储系统初装费用为390万元，光伏和储能所有的电改为全部在电价高峰值放出，周末光伏的电除了自用之外也储能起来，只有长假期间才送到电网，光伏平均每年发电40多万度，有350天可以全部在电价高峰值放出，大约为38万多度，每年收益约为39万元，2万度电以脱硫电价0.453元卖给电网公司，总收入为0.9万元，利用峰谷0.8元每度的价差，每天充电1250度，充放电效率算0.85，在高峰期放1060度，一年收益约22.5万元，夏天停电时，光储可以工厂持续供电3-4小时，大大增加用电的可靠性，加上储能还可以改善功率因素，减少变压器扩容费用，估计一年能增加6.5万,每年收益68.9万,大约5.7年收加投资.2、用户侧储能系统该系统主要设备是双向储能逆变器和蓄电池，电价谷时充电，电价峰时充电，电网停电时，作为后备电源使用。还是上述的项目，我们设计一台500kW的PCS双向储能变流器，2000kWh蓄电池，整个系统初装费用为180万元。利用峰谷价差充放电，效率算0.8，设计高峰期放1600度，总的价差约1180元，一年算280天约33万元；电网停电会给工厂带来较大的损失，停电一小时，可能损失几千到几万元，加装了储能系统，还可以做为备用电源使用，估计一年算5万左右，这样全部加起来约38万元，大约4.7年可以收回投资。综合对比对比项目主要设备总投资年收益成本回收期寿命光伏并网发电余量上网500kW组件，逆变器240万元40万元6年25年光伏并网发电防逆流500kW组件，逆变器240万元35.5万元6.8年25年光储系统1500kW光伏250kW/1000kWh储能420万元60.7万元6.9万25年10年光储系统2400kW光伏250kW/1250kWh储能390万元68.9万元5.7年25年10年储能系统500kW/2000kW