كيفية حساب التكلفة المستقلة للطاقة (LCOE) لأنظمة تخزين الطاقة التجارية والصناعية

LCOs = إجمالي الطاقة التي يتم تفريغها على دورة حياة نظام التخزين ، إجمالي التكاليف المتكبدة على دورة حياة نظام التخزين

دعنا نقوم بتفكيك كل مكون من مكونات الصيغة بالتفصيل:

1. تكوين التكلفة الإجمالية

The total cost of a storage system is not limited to the purchase price; it encompasses all expenses from project initiation to decommissioning:
الاستثمار الأولي (الإنفاق الرأسمالي ، Capex): هذا هو أكبر حساب في المراحل المبكرة لمشروع تخزين الطاقة ، بما في ذلك حزم البطاريات (مثل بطاريات الليثيوم أيون) وأنظمة تحويل الطاقة (PCS) وأنظمة إدارة البطاريات (BMS) وأنظمة إدارة الطاقة (EMS) والهندسة المدنية وتكاليف التثبيت والتكليف ، والبنية التحتية الداعمة اللازمة. بالنسبة لنظام تخزين طاقة البطارية عالي الجودة ، يعد اختيار المكونات الأساسية أمرًا بالغ الأهمية. على سبيل المثال ، عند توفير حلول تخزين طاقة بطارية الليثيوم أيون المتقدمة ، لا تركز GSL Energy على أداء البطاريات نفسها فحسب ، بل تؤكد أيضًا على التحسين المتكامل للمكونات الرئيسية مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية و BMS لضمان استقرار النظام وكفاءته.
Operation and Maintenance (O&M) Costs : أنظمة تخزين الطاقة تتحمل تكاليف مستمرة أثناء التشغيل ، بما في ذلك الصيانة الروتينية ، والتفتيش العادي ، ومراقبة النظام ، وحل الأعطال ، وتكاليف التأمين ، وأجور الموظفين. كفاءة س&M management can significantly reduce these costs.

تكاليف الاستبدال : المكون الأساسي لأنظمة تخزين الطاقة—البطاريات—له حياة محدودة. During the project lifecycle, it may be necessary to replace the battery pack once or multiple times, and these costs must be factored in advance.
قيمة الإنقاذ : بعد تقاعد أنظمة تخزين الطاقة ، تحتفظ بمكونات معينة ، وخاصة البطاريات ، قيمة إعادة التدوير. يمكن التعامل مع قيمة الإنقاذ هذه على أنها تكلفة سلبية ، مما يعوض جزءًا من إجمالي الاستثمار ، وبالتالي تقليل التكلفة الإجمالية لكل كيلووات في الساعة.

2. Total Discharge Energy Calculation

يشير إجمالي طاقة التفريغ إلى الكمية الفعلية للطاقة الكهربائية التي يمكن أن يوفرها نظام تخزين الطاقة خارجيًا خلال دورة حياته بالكامل. عند حساب هذه القيمة ، من الضروري حساب خسائر الطاقة بشكل كامل وتدهور السعة:

كفاءة تفريغ الرسوم : فقدان الطاقة أمر لا مفر منه أثناء عملية تفريغ الشحن لنظام تخزين الطاقة. على سبيل المثال ، عادة ما تتراوح كفاءة الرحلة المستديرة (RTE) لبطاريات الليثيوم أيون بين 85 ٪ و 95 ٪. الكفاءة الأعلى تعني فقدان الطاقة أقل ، مما يتيح للنظام إنتاج المزيد من الكهرباء بنفس طاقة المدخلات ، مما يقلل بشكل فعال من التكلفة لكل كيلووات في الساعة.

معدل تدهور : تتناقص السعة القابلة للاستخدام للبطاريات تدريجياً مع عدد دورات تفريغ الشحن. على سبيل المثال ، معدل تدهور السعة 0.5 ٪–3 ٪ في السنة ظاهرة شائعة. عند حساب إجمالي قدرة التفريغ ، يجب النظر في تأثير التحلل هذا ، حيث تنخفض الكهرباء المتاحة الفعلية بمرور الوقت.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على تكلفة تخزين الطاقة لكل كيلووات ساعة

تتأثر تكلفة تخزين الطاقة لكل كيلووات ساعة بتفاعل معقد للعوامل. يمكن أن يساعد فهم هذه العوامل في تحسين تصميم وتشغيل مشاريع تخزين الطاقة:

1. نوع التكنولوجيا

تختلف تقنيات تخزين الطاقة المختلفة اختلافًا كبيرًا من حيث التكلفة والأداء والملاءمة لتطبيقات محددة:

بطاريات ليثيوم أيون: التكنولوجيا السائدة الأكثر اعتمادًا على نطاق واسع في السوق الحالية ، مع استمرار التكاليف في الانخفاض بسرعة. على وجه التحديد ، يتم تقسيمها إلى فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) وأنواع ثلاثية (NMC) ، كل منها يؤكد جوانب مختلفة مثل كثافة الطاقة ، وحياة الدورة ، والسلامة ، والتكلفة. تتخصص GSL Energy في حلول تخزين طاقة بطارية الليثيوم-أيون عالية الأداء ، مثل بطاريات GSL ESS Select ، التي تشتهر بحياتها الطويلة في الدورة وسلامتها الممتازة ، تهدف إلى تزويد العملاء بخيارات تخزين طاقة طويلة الأجل وموثوقة وفعالة من حيث التكلفة.

2. مقياس النظام ومدة التفريغ

وفورات الحجم : كلما زادت قدرة نظام تخزين الطاقة ، انخفضت تكلفة الاستثمار الأولية لكل وحدة من السعة. يشبه هذا المبدأ مصنفة التصنيع على نطاق واسع ، حيث يساعد الشراء بالجمهور والتصميم الموحد في تقليل التكاليف.

مدة التفريغ (المدة): في نفس مستوى الطاقة ، تشير مدة التفريغ الطويلة إلى قدرة تخزين طاقة أكبر. في حين أن هذا يزيد من الاستثمار الأولي ، فإن التكاليف الثابتة (مثل أجهزة الكمبيوتر ، BMS ، وما إلى ذلك) تنتشر على مدى فترة تفريغ أطول ، مما قد يقلل من التكلفة لكل كيلووات في الساعة.

3. دورة الحياة والكفاءة

هذان العاملان هما المؤشرات الرئيسية لأداء البطارية وتؤثر بشكل مباشر على الجدوى الاقتصادية لأنظمة تخزين الطاقة على مدار دورة حياتها بأكملها:

الحياة : عدد دورات تفريغ الشحن التي يمكن للبطارية تحملها. كلما طالت مدة دورة الدورة ، كلما انخفضت تردد الاستبدال ، وبالتالي تقليل تكاليف الاستبدال والصيانة. على سبيل المثال ، يمكن لبطاريات الليثيوم عالية الجودة تحقيق الآلاف أو حتى عشرات الآلاف من الدورات ، تتفوق بشكل كبير على بطاريات الحموضة التقليدية. تضع GSL Energy أولوية عالية في عمر دورة البطارية في R&تبذل جهود D ، مع التأكد من أن منتجاتها مصممة وتصنيعها لتلبية متطلبات ركوب الدراجات ذات التردد العالي ، وبالتالي تقديم تكلفة أقل لكل كيلووات ساعة للمستخدمين.

كفاءة : ارتفاع شحن/كفاءة التفريغ يعني فقدان الطاقة أقل. تشير التقديرات إلى أن تحسنًا بنسبة 5 ٪ في الشحن/الكفاءة يمكن أن يقلل من التكلفة لكل كيلو واط في الساعة بنسبة 8 ٪ إلى 10 ٪ تقريبًا. لذلك ، يعد تحسين كفاءة النظام وسيلة فعالة لخفض التكلفة لكل كيلووات ساعة.

4. بيئة السياسة وبيئة السوق

العوامل البيئية الخارجية تؤثر أيضًا بشكل كبير على تكلفة كل كيلووات ساعة من تخزين الطاقة:

الإعانات والحوافز الضريبية : يمكن للسياسات الحكومية مثل إعانات الاستثمار والإعفاءات الضريبية لمشاريع تخزين الطاقة تقليل تكاليف الاستثمار الأولية بشكل مباشر وتعزيز اقتصاديات المشروع.

آليات تسعير الكهرباء : الفرق في سعر الكهرباء الذروة الذروة هو الأساس الرئيسي لتحكيم نظام تخزين الطاقة. كلما زادت الفرق في السعر ، زاد عدد أنظمة تخزين الطاقة في الإيرادات عن طريق الشحن خلال ساعات الذروة والتفريغ خلال ساعات الذروة ، وبالتالي تقليل التكلفة لكل كيلو واط.

آليات تسعير الكربون : سياسات مثل ضرائب الكربون وتداول الكربون تزيد من تكلفة الوقود الأحفوري ، وبالتالي تعزيز القدرة التنافسية للطاقة النظيفة (بما في ذلك أنظمة تخزين الطاقة المقترنة بالطاقة المتجددة).

5. التقلبات في أسعار المواد الخام

تؤثر التقلبات في أسعار المواد الخام الرئيسية اللازمة لإنتاج البطاريات ، مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل والمنغنيز ، بشكل مباشر على تكاليف تصنيع البطاريات ، والتي بدورها تؤثر على التكلفة الإجمالية لأنظمة تخزين الطاقة.

6. تكامل النظام والعمليات الذكية والصيانة

الإدارة الذكية: أنظمة إدارة البطاريات المتقدمة (BMS) وأنظمة إدارة الطاقة (EMS) ، إلى جانب خوارزميات جدولة الذكاء الاصطناعي ، يمكن أن تتحكم بدقة بشكل أكثر دقة في عمليات الشحن والتفريغ ، وتحسين أداء البطارية ، وتوسيع العمر ، وتحسين كفاءة النظام ، وبالتالي تقليل التكاليف الإجمالية.

التحكم في درجة الحرارة: في حين أن أنظمة التحكم في درجة الحرارة الفعالة قد تزيد من التكاليف الأولية ، فإنها تعزز بشكل كبير عمر وتشغيل البطارية بشكل كبير ، مما يمنع تحلل الأداء أو حوادث السلامة الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة أو التبريد المفرط. على المدى الطويل ، يساعد هذا في تقليل التكلفة لكل كيلووات ساعة.

الاتجاهات المستقبلية في تكاليف تخزين الطاقة

إن التطوير المستقبلي لتكنولوجيا تخزين الطاقة سيؤدي إلى زيادة تكلفة كل كيلووات في الساعة ، مما يجعلها أكثر تنافسية:

التقدم التكنولوجي المستمر

تتقدم تقنيات البطارية الجديدة مثل بطاريات الحالة الصلبة وبطاريات الصوديوم أيون بسرعة ، مع إمكانية تحقيق اختراقات في كثافة الطاقة والسلامة وحياة الدورة والتكلفة.

تصنيع إعادة التدوير

نظرًا لأن بطاريات الليثيوم أيون تقاعد على نطاق واسع ، فإن نظام إعادة تدوير البطاريات الراسخ سيقلل من تكاليف المواد الخام ، ويعزز الاقتصاد الدائري ، ويزيد من تكاليف تخزين الطاقة.

نماذج تخزين الطاقة المشتركة

من خلال مشاركة محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة لخدمة العديد من المستخدمين أو سيناريوهات التطبيق ، يمكن مشاركة التكاليف الثابتة بشكل فعال ، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الأصول والكفاءة الاقتصادية.

التوحيد والموضوعية

سيؤدي التصميم الموحد والإنتاج المعياري لأنظمة تخزين الطاقة إلى تقليل تكاليف التصنيع والتركيب مع تعزيز كفاءة النشر.

التكلفة المستوية للطاقة (LCOE) هي المقياس الأساسي لتقييم الجدوى الاقتصادية لأنظمة تخزين الطاقة ، ويتضمن حسابها عوامل متعددة. مع التطورات التكنولوجية ، وفورات الحجم ، والسياسات المحسنة ، من المتوقع أن تستمر LCOE لتخزين الطاقة في الانخفاض ، وبالتالي دفع اعتماد تقنيات تخزين الطاقة الأوسع في انتقال الطاقة. تلتزم شركات مثل GSL Energy بتخفيض تكاليف دورة الحياة لأنظمة تخزين الطاقة من خلال الابتكار التكنولوجي المستمر وتحسين المنتجات ، والمساهمة في تطوير الطاقة النظيفة العالمية.