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一周解一惑系列-储能技术的经济性测算与对比

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概述

2022年08月22日发布

本周关注:智立方、北路智控、伊之密、大金重工、捷佳伟创

本周核心观点:当前人形机器人、新能源行业新技术、新工艺层出不穷,需关注技术变化带来的设备需求。

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。

风险提示:测算误差风险,宏观环境不确定性的风险、装机规模不及预期的风险、技术更新迭代的风险。

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