各种储能技术成本分析与对比
张宇晨
高抛低吸的散户
2022-08-23 17:35:43
平准化储能成本是比较各类储能技术度电成本的合适工具。平准化度电成本（LevelizedCostofEnergy,LCOE），是对项目生命周期内的成本和发电量先进行平准化，再计算得到的发电成本，即生命周期内的成本现值/生命周期内发电量现值。储能的全生命周期成本即平准化储能成本（LevelizedCostofStorage，LCOS）。量化了特定储能技术和应用场景下单位放电量的折现成本，考虑了影响放电寿命成本的所有技术和经济参数，是进行储能技术成本比较的合适工具。平准化储能分子部分为投资成本、运营维护（O&M）、充电成本三者之和，分母为投资期间的总放电量。其中，由于储能系统交流侧相关部件与其时长、容量相关，而交流，即逆变器之后的环节与功率相关，与时长无关。所以可以将储能系统各部件的成本大致分为与容量相关、与功率相关两部分，即容量成本、功率成本。当前抽水蓄能度电成本最低，锂离子、全钒液流电池其次。根据我们的测算，从现阶段来看，各类储能技术度电成本的排序从低到高分别是：抽水蓄能<锂离子电池<全钒液流电池<铅炭电池<压缩空气<钠离子电池<钠硫电池<氢储能。抽水蓄能仍然是当前度电成本最低的储能方案，显著低于其他储能技术，锂离子、全钒液流电池储能技术的度电成本相当，是仅次于抽水蓄能的度电成本较低的技术。压缩空气储能、钠离子电池储能度电成本也处于1元/kWh之下，钠硫电池、氢储能尚不具备成本优势。若锂离子电池容量、功率成本在2020-2030年下降20%，则到2030年其经济性有望超越抽水蓄能。按照本文的假设，我们测算到2030年，各类储能技术的度电成本从低到高排序或依次为：锂离子电池<抽水蓄能<全钒液流电池<铅炭电池<钠离子电池<压缩空气<钠硫电池<氢储能。也就是说，若锂离子电池容量成本、功率成本在2020-2030年能实现20%的下降，则到2030年其平准化储能度电成本将有望低于现阶段最经济的抽水蓄能。总体上看，全钒液流电池、锂离子电池均有望实现较大幅度降本，到2030年仍是电化学储能中度电成本最低的两种技术；铅炭电池、钠离子电池、压缩空气储能度电成本其次，氢储能度电成本仍然处于较高水平。长期来看，储能度电成本仍有待继续下降。储能，指在能量富余时利用装置或介质将能量存储起来，并在需要时再释放的过程，其本质是调节能量供求在时间和强度上的不匹配问题。对于风电、光伏等间歇式能源而言，当期发电成本、储能度电成本之和低于火电时，其相比火电则更有优势。例如，在一些资源较好的的地区光伏发电成本在0.1-0.15元/kwh，以国电电力平均上网电价为例，2022年1-6月为0.35元/kwh。因此，若当前储能度电成本可以降低至0.2元/kwh及以下，则光储结合相比火电或具备经济性，而其二者结合提供的电也更加稳定可控。但各地区发电成本、上网电价不同，或存在一定差异性。
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