山西省獨立儲能政策及收益分析2022年8月太原山西院中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGICHINAENERGYENGINEERI發展的指導意見》(發改能源規〔2021〕1051號)應交易的補充通知》(晉監能市場〔2021)98號〕·2021年12月21日，國家能源局印發的《電力輔助管理辦法》、《電力并網運行管理規定》,儲能可在備用、轉動慣量、爬坡、電壓控制、穩定·2022年5月18日，山西能監辦出臺的《山細則(試行)》。·2022年6月10日，山西省電力公司更新了《山施細則》(試運行V12.0)。1儲能項目發展的必要性1儲能項目發展的必要性·目前，山西省新能源發電產業總裝機容量約3200萬千瓦，預計“十四五”末裝機容量達到8000萬千瓦，占山西省總裝機容量的約50%。電力系統的波動性和不確定性問題日益嚴重，電力系統急需大量的靈活性資源及安全穩定措施。在水電資源等靈活性資源相對匱乏的山西省，技術相對成熟的電化學儲能電站成為解決上述問題的有效措施。·共享儲能電站相對于新能源+儲能，布局更加科學和合理。考慮到電網負荷同時率，新能源場站配置的儲能大多數時間段都難以在其額定功率下運行，只有少數時段才被滿足負荷調用，因此造成了儲能資源的極大浪·共享儲能電站相對于新能源+儲能，布局更加集中，方便電網公司調度。一個共享儲能電站即可實現了多個新能源場站+儲能的調頻調峰功能，使調度人員原本“一對多”的工作模式，變成了“一對一”的工作模式，方便調度人員調度管理。·共享儲能電站提供了一種全新的商業模式，通過建設共享儲能電站，參照合同能源管理模式和新能源場站合作，既滿足了電網公司對新能源技術考核要求，也提高了新能源電站電能質量，同時也減小了新能源場站投資和運營風險，實現了多方共贏2儲能系統的技術發展2儲能系統的技術發展·根據所用的能量形式，可將儲能技術分為物理儲能(如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導磁儲能)、電化學儲能(鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池、液流電池、鈉硫電池、鋰液流電池、液態金屬電池、超級電容器)和熱儲能(潛熱儲熱、顯熱儲熱、化學熱儲)三類。·壓縮空氣儲能成本低、壽命長，安全系數高，但由于受地形限制，需要將壓縮空氣儲存在合適的地下礦井或溶巖下的洞穴中，因此常用于系統·抽水蓄能與壓縮空氣類似，其放電時間可以從幾小時到幾天，但同樣會受地形制約，建設周期也較長，還會帶來一定的生態問題。·飛輪、超級電容器和超導磁儲能的循環使用壽命和效率、功率和響應時間都很好，無污染、維護較簡單，但比能量較低，屬于典型的功率型儲類型電池液流電池超級電容器分類電池電池電池電池鉛炭電池電池管式電池電池超級電容器能量密度類型電池液流電池超級電容器分類電池電池電池電池鉛炭電池電池管式電池電池超級電容器能量密度1升燃料1度電或1公斤甲醇(溶液)1.5度電595000次13000次500次1000次充放電效率CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANX大倍率能3C放電4C放電可3C放電可以可以命電命3C放電5秒5倍額定功率可以電時間短過沖與過放電可深充放放：過度充電時很危險不影響放會影響放會影響常溫工溫度要作，高低好性能差仍能工作必須保證300~350℃的工作溫度時液體電解液影響性能電解液影響性能常溫工常溫工作常溫工常溫工作，高溫作，高溫常溫工作常溫工作小小中(無污染有安全要求)小大(鉛、大(鉛、大(鉛、有酸霧無污染安全性好溫度低無無酸液腐蝕蝕蝕酸液腐蝕無中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHAN2儲能系統的技術發展2儲能系統的技術發展技術及成熟度美國迪、ATL首先由日本住友電NGK公司最成能世紀科技公司收熟，中國科學購了釩電池研究全院上海硅酸鹽球第一的加拿大北京金能、承德萬力通、上海林洋等公司研究美國ZBB,物所，蕪湖美能(美國Ensync)久成熟，熟度高，技術成熟度不夠，國熟度高，所、清華大南都、華力、北京富富、理士原、北京氫表成熟度中等，國內雙登需要單獨柴油機維持電網斷電時電池的工作溫度易沉淀堵塞管道，否則電堆報廢壽命受隔換過濾網，2、不能儲電能時間短中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司裝置、SVG、集控樓及配套升壓站。項目的收益。4.1成本類基礎數據1)靜態投資：79000萬元，動態投資80000萬元。2)資金來源：本工程注冊資本金20%,其余80%由銀行貸款解決。3)項目的還款原則按本金等額還款，取15年(含建設期),長期貸款利率4.65%,一年計息4次，短期貸款利率4.35%。4)本項目的運營年限取20年，前5年質保，從第6年至第15年分批更換電池，10年更換一輪。前5年更換費用按1元/Wh計算；后5年不更換電池。電池更換費用按0.8元/Wh計算，更換費用24.2現貨期間市場交易·相關政策：現貨期間參與山西電力市場現貨交易，執行《山西省電力現貨市場交易實施細則》(試運行V12.0)。·政策背景：山西屬于國內首批8個電力現貨交易示范省份之一，從2018年底就開始電力現貨市場交易，2019、2020年分別運行了3個月，從2021年4月1日至今，一直執行現貨交易政策，是現貨交易運行時間最長的試點省份。通過幾年的運行，山西省現貨交易市場已逐漸成熟，《山西省電力現貨市場交易實施細則》已出版至12版，政策基本趨于穩定。其中明確了獨立儲能參與現貨交易的細則。2021年4月，國家又新增了6個省份進行電力現貨市場交易改革。2022年3月，山東省三個獨立儲能項目已實際參與到山東省電力現貨市場交易中。廣東省也明確2022全年執行現貨交易。可見，現貨交易已經成為必然趨勢。04.2現貨期間市場交易測算基礎數據：1)山西省2021年4月1日-2021年12月31日共277天實際出清價格。2)為了避免滿容量充放對電池壽命的損害。同時預留放電容量，考慮15%的損耗，按230MWh考慮。3)預留的10%的容量，即30MWh的容量，可保障參與一次調頻12MW的儲能連續運行2.5小時(分鐘級即可滿足),完全可以滿足一次調頻的需求，一次調頻基本不占用儲能系統的容量。4)根據工程測算的度電成本為0.35元/KWh,模擬測算4.2現貨期間市場交易測算基礎數據：5)實際出清96個節點，每15分鐘出清一次價格。為避免100%的準確，本項目容量300MW/300MWh,測算按以下幾種策略充放電(從優到劣):·按額定功率，每次充放15分鐘，間斷充放，共充放1小時；·按50%額定功率，每次充放1小時，共充放2小時。CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRIC本項目測算按可靠性最高的第三種情況考慮，即年收益按3434萬元計算。本項目測算按可靠性最高的第三種情況考慮，即年收益按3434萬元計算。4.2現貨期間市場交易現貨收益：運營策略峰谷平均差價(元)充放次數9個月收益(萬元)全年收益(萬元)策略可靠性1C+15分鐘充放電低1C+1小時充放電高0.5C+2小時充放電最高CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGINEERI4.2現貨期間市場交易峰谷差趨勢預測：目前山西省新能源裝機容量占總裝機容量的31%。根據山西省電力系統十四五及遠期規劃，到十四五末，新能源裝機規模達到9000萬千瓦，占總裝機容量的50%以上。遠期規劃新能源裝機容量的比例會進一步擴大，造成山西電網的不穩定性進一步擴大。另外，山西省用電負荷增加緩慢，造成供需不平衡進一步擴大。兩個方面分析，未來現貨交易的峰谷次數、價差會進一步擴大，預計現貨交易收益未來會一直向好。4.3輔助服務(一次調頻)4.3.1相關政策：執行2022年5月18日，山西能監辦出臺的《山西電力一次調頻市場交易實施細則(試行)》。裝機容量會達到9000萬千瓦，完全可以滿足山西省的用電負荷需求。以新能源為主體的新型電力系統在山西省更為明顯，這就需要大量的性能優質的一次調頻資源做支撐。而大型獨立儲能電站是保障新型電力系統安全可靠、靈活高效的必不可少的組成部分。所以一次調頻的政策會一直持續下去。12MW×800次×300天×5元/MW×5.5=7920萬元。4.3輔助服務(一次調頻)公式中最大的變數是收益補貼的變化，故本項目測算按補貼逐年遞減的方式：1-5年6-10年11-15年16-20年價格(元/MW)6543每年收益(萬元)4.4現貨期間參與響應交易·相關政策：現貨期間同時參與響應交易收益，執行，《山西獨立儲能和用戶可控負荷參與電力調峰市場交易實施細則(試行)》(晉監能[2020]14號)、《山西能源監管辦關于獨立儲能和用戶可控負荷參與電力響應交易的補充通知》(晉監能市場[2021]98號)。·獨立儲能和用戶可控負荷參與電網高峰時段的響應交易，在電網出現電力上旋備用容量不足時，依據《山西獨立儲能和用戶可控負荷參與電力調峰市場交易實施細則》,參與響應交易的申報價格按照0～600元萬元。考慮儲能電站參與響應交易的時段與現貨交易有重疊，暫不考慮這部分收益。4.5其他潛在收益·相關政策：根據國家能源局2021年12月21日印發的《電力輔助管理辦法》·儲能未來還可在有功平衡服務、無功平衡服務和事故應急及回復服務方面獲得收益。有功平衡服務主要包括二次調頻、備用、轉動慣量、爬坡等電力輔助服務；無功平衡服務主要指電壓控制服務；事故應急及回復服務主要包括穩定切機、穩定切負荷及黑啟動服務。4.6敏感性分析·分別對建設投資、一次調頻次數和現貨期間市場交易價差進行敏感性分析，得到結果如下表所示，可知建設投資最為敏感，依次為一次調頻次數和現貨期間市場交易價差。中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司敏感度系數和臨界點分析表方案類型項目投資財務內部收益率(所得稅前)臨界點建設投資變化分析(%)其他收入1產量變化分析(%)其他收入2單價變化分析(%)7.478.198.91評價依據：參考國家能源局發布DL/T5435-2019《火力發電工程經濟評價導則》。財務評價程序采用電力規劃設計總院編制的《火力發電工程經濟評價軟件》。并在此基礎上根據儲能電站的特性進行了修訂。CHINAENERGYENGINEERINGGROUPS7流動資金萬元900.008銷售收入總額(不含增值稅)萬元186938.0516項目投資財務內部收益率(所得稅前)%7.4717項目投資財務內部收益率(所得稅后)%5.8918項目投資財務凈現值(所得稅前)萬元13277.44CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXIELECTRICPOWERENGINEERINGCO.,LTD.19項目投資財務凈現值(所得稅后)萬元10685.8720資本金財務內部收益率%12.2725資產負債率(最大值)%80.00CHINAENERGYENGINEERINGGROUPSHANXI5.1