储能经济性分析 经济性分析概述 经济性分析原理 储能在电力系统的经济性分析 储能的梯次利用 总结与展望 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的概念 储能的经济性分析一般以经济学为基础，计算某一储能项目详细的成 本和收益情况，进而评估其经济性，为投资与运行决策提供依据。由于储能 在电力系统甚至整个能源系统中具有特殊的地位，储能的经济性分析需要兼 顾经济、社会、环境等因素。 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的意义 储能的经济性分析可以明晰储能项目的成本与收益情况，为储能的推 广应用提供依据。  可以帮助储能从业者评估储能项目在运营周期内的收益水平，判断是否 部署以及如何部署储能项目；  可以获得储能的各项经济指标，为储能政策、补贴标准、价格机制等提 供参考；  能够明晰储能的价值流向，发挥储能的多功能特性，切实推动储能产业 发展。 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  成本与收益 调峰收益 度电成本 直接受益 运行角度 经济运行收益 里程成本 成 本 初始投 资成本 投入时序 电能转换设备 初始投资成本 促进可再生能源 消纳收益 收 益 减少投资收益 储能系统的 初始投资成本 材料费 运行维 护成本 调频收益 修理费 工资福利费 其他费用 间接受益 降低备用容量收益 降低系统网损收益 提高电网可靠性收益 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  现金流量 1. 概念： 特定经济系统在一定时期内实际发生的现金流出或现金流入，称为现 金流量。  现金流入：流入该系统的现金，称为现金流入。常用 CI 表示。  现金流出：流出该系统的资金，称为现金流出。常用 CO 表示。  净现金流量：现金流入与现金流出的差额，称为净现金流量。常用 CI － CO 表示。 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  现金流量 2. 现金流量图： 为了直观、形象的表示建设项目或技术方案在整个寿命期内所有的现 金流量与时间对应关系而采用的图形： （ 1 ）横坐标（轴）表示时间；时间轴 （ 2 ）纵坐标（轴）表示现金流量。时间轴的垂直线（表示现金流出和现 金流入，并注明金额） 180 单位：万元 0 1 100 50 80 35 2 100 100 150 150 35 3 4 5 6 7 8 年 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  现金流量 例 9-1 ：某建设项目第一年年初投资 200 万元，第二年年初又投资 100 万元 ，第二年投产，当年收入 500 万元，支出 350 万元，第三年至第五年现金收入 均为 800 万元，支出均为 550 万元，第五年末回收资产余值 50 万元，画出该 项目的净现金流量图。 0 1 150 250 250 2 3 4 300 5 -200 -100 150 250 250 300 0 1 2 3 4 5 100 200 箭线法 标注法 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  资金时间价值及其等值计算 在考虑资金的时间价值因素后，不同时点上数额不等的资金在一定的 利率条件下具有相等的价值。  贴现与贴现率：把将来某一时点处资金金额折算成现在时点的等值金额 称为贴现或折现。贴现时所用的利率称贴现率或折现率，用 i 表示。  现值：是指资金“现在”价值，用 P 表示。  终值：现值在未来某一时点的资金金额称为终值或将来值，用 F 表示。  年值：一定时期内每期有等额收支的资金值，用 A 表示。 影响资金等值的因素有三个：资金金额、资金发生时间和利率 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  资金时间价值及其等值计算 1. 一次支付终值公式 本金 P 元，年利率 i ， n 年后本利和为 ？ F=? 0 1 2 3 n-1 n P 计算公式： F=P(1 ＋ i)n ＝ P (F ／ P, i, n) (1+i)n 一次支付终值系数 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  资金时间价值及其等值计算 1. 一次支付终值公式 例 9-2 ：一份信托上规定有 250 000 元留给未成年的女儿，但是，暂由她的 保护人保管 8 年。若这笔资金的利率是 5 ％，问 8 年后这位女孩可以得到 多少钱？ F=? 0 1 2 3 7 8 P=250 000 解： F= P×(1 ＋ i)n =250000×(1+0.05)8 = 369250 元 F= P×(F ／ P, i, n) =250000 ×1.477= 369250 元 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  资金时间价值及其等值计算 2. 一次支付现值公式 n 年后一笔资金 F ，年利率 i ，相当于现在？ F 0 1 2 3 n-1 P= ？ 计算公式 ： P ＝ F× (1 ＋ i )-n ＝ F×(P ／ F, i, n) 1/(1+i)-n 复利现值系数 n 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  资金时间价值及其等值计算 2. 一次支付现值公式 例 9-3 ：某刚刚参加工作的大学生欲筹备未来结婚费用，打算 5 年后从银行 得到 10 万元，如果银行利率为 12 ％，问现在应存入银行多少钱？ F=10 0 1 2 3 4 5 P=? 解： P=F×(1 ＋ i) -n = 10×(1 ＋ 12% ) -5 =5.67 万元 P =F×(P ／ F, 12%, 5)= 10×0.5674=5.67 万元 9.1 经济性分析概述 储能经济性分析的要素  资金时间价值及其等值计算 3. 等额分付现值公式 例 9-4 ：有一家小饭店要出租，合同期为 8 年，预计年净收益 20 万元， 若投资者要求的年收益率为 20 ％，问投资者最多愿意出多少价格租小饭店 ？ A=20 0 1 2 3 7 P=? 解： P = A×(P ／ A, i , n) = 20 × (P ／ A, 20% , 8) = 20 ×3.837 =76.74 （万元） 8 9.2 经济性分析原理 投资回收期法  判别方式 采用投资回收期进行方案评价时，应将计算的投资回收期 TP 与标准 的投资回收期 Tb 进行比较：  TP ≤ Tb 该方案是合理的，说明方案投资利用效率高于行业基准收益率。  TP ＞ Tb 该方案是不合理的，说明方案投资利用效率低于行业基准收益 率。 9.2 经济性分析原理 净现值法 例 9-5 ：某设备的购价为 4000 元，每年的运行收入为 1500 元，年运行费用 350 元， 4 年后该设备可以按 500 元转让，如果基准收益率 i0 =20% ，问此项 设备投资是否值得？ 1150 0 1 2 1650 3 4 4000 解：按净现值 NPV 指标进行评价： NPV(20%)= -4000+(1500-350)×(P ／ A, 20%, 4) + 500(P ／ F, 20%, 4) = -781.5( 元 ) 由于 NPV(20%)<0 ，此投资经济上不合理。 9.2 经济性分析原理 净现值法 在上例中，若其他情况相同，如果基准收益率 i0=10% 和 i0=5% ，问 此项投资是否值得 ? 解： NPV(10%) = - 4000+(1500-350) ×(P ／ A, 10%, 4)+500×(P ／ F, 10%, 4) = 13( 元 ) NPV(5%) = - 4000+(1500-350) ×(P ／ A, 5%, 4) +500× (P ／ F, 5%, 4) = 489.5( 元 ) 这意味着若基准收益率为 5% 和 10% ，此项投资是盈利的。 9.2 经济性分析原理 内部收益率法  判别方式 设基准收益率为 i0 ，用内部收益率指标 IRR 评价方案的判别准则是：  若 IRR ≥ i0 , 则项目在经济效果上可以接受；  若 IRR ＜ i0 , 则项目应予否定。 一般情况下，对于单个方案的评价，内部收益率 IRR 准则与净现值 NPV 准则，其评价结论是一致的。 9.2 经济性分析原理 内部收益率法 例 9-6 ：对于一个寿命周期为 5 年的小型储能项目，其初始投资 10000 元 ，前 4 年中每年年末的收益为 3000 元，第 5 年年末的收益为 5000 元。基 准折现率为 10% ，试用内部收益率法分析该方案是否可行。 年份 现金流量 0 -2000 现金流量表 万元 1 2 300 500 单位： 3 500 4 500 5 1200 解：试算 i1=12% 时， NPV(i1) = -2000 + 300(P/F, 12%, 1) + 500 (P/A, 12%,3) (P/F, 12%, 1) + 1200(P/F, 12%, 5) = 21 （万元） > 0 试算 i2=14% 时， NPV(i2) = -2000 + 300(P/F, 14%, 1) + 500 (P/A, 14%,3) (P/F, 14%, 1) + 1200(P/F, 14%, 5) = -95 （万元） < 0 可见， IRR 在 12% ~ 14% 之间 = 12% + (14% - 12%)≈12.4% 9.3 储能在电力系统的经济性分析 储能在发电侧的经济性分析 在发电侧，储能主要具有两种应用模式：一是与火电联合运行，比如 广东、山西等地的火储联合调频服务；二是与可再生能源联合运行，比如 青海、新疆等地通过配置储能消纳新能源。 火电：运行灵活性 不足、污染环境 可再生能源：间歇性、波动 性和随机性，并网消纳困难 9.3 储能在电力系统的经济性分析 储能与火电联合运行  火电和储能联合运行的作用：  弥补火电机组灵活性不足的短板，使“火 储”作为整体更好地参与电力系统的调峰 、调频服务；  利用储能应对负荷波动，使火电机组保 持在经济运行状态，同时避免机组的频 繁启停，减少机组损耗、降低维护成本 ；  利用储能的“低储高发”特性增加系统在 高峰时刻的供电能力，起到延缓新建电 厂甚至避免新建电厂的作用。