Як C&I Battery Storage заробляє гроші в Німеччині

Комерційні та промислові акумуляторні накопичувачі енергії в Німеччині більше не використовуються лише для резервного живлення. Для заводів, складів, комерційних будівель, логістичних об'єктів, зарядних станцій для електромобілів та промислових споживачів енергії система акумуляторного накопичення енергії може створювати цінність завдяки кільком різним операційним стратегіям.

Фінансовий результат залежить не стільки від ємності акумулятора, скільки від того, як експлуатується система. Два заводи, що встановлюють однаковий акумулятор потужністю 500 кВт·год, можуть досягти дуже різних результатів залежно від своїх профілів навантаження, виробництва сонячних фотоелектричних систем, тарифів на електроенергію, пікового попиту, годин роботи та стратегій EMS.

Для німецьких проектів з виробництва та переробки акумуляторів кориснішим питанням буде не просто «Скільки коштує акумулятор потужністю 500 кВт·год?», а краще питання: «Які витрати на електроенергію може зменшити цей акумулятор на цьому конкретному місці?»

Чому змінюється економіка акумуляторів C&I в Німеччині

На електроенергетичну систему Німеччини дедалі більше впливає змінне виробництво енергії з відновлюваних джерел. У періоди сильного виробництва сонячної та вітрової енергії ціни на електроенергію можуть значно падати. Коли виробництво енергії з відновлюваних джерел зменшується, а попит на електроенергію залишається високим, ринкові ціни можуть знову зрости.

Це створює сильніше економічне обґрунтування для гнучкого споживання та зберігання електроенергії.

Для комерційних та промислових користувачів акумуляторні накопичувачі можуть допомогти перемістити частину споживання електроенергії об'єктом з дорогих періодів на дешевші. Коли встановлено сонячні фотоелектричні системи, акумулятор також може зберігати надлишок відновлюваної електроенергії для подальшого використання.

В результаті, комерційний акумулятор може стати частиною стратегії управління енергією об'єкта, а не працювати лише як резервне обладнання для аварійного режиму.

1. Зменшення піків потужності: зменшення коротких піків потужності

Зменшення піків навантаження є одним з найпоширеніших застосувань для комерційного та промислового зберігання акумуляторів.

Промислові об'єкти рідко споживають електроенергію на абсолютно постійному рівні. Завод зазвичай може споживати близько 250 кВт з мережі, але тимчасово досягає 400 кВт, коли кілька машин, двигунів, компресорів або виробничих ліній працюють одночасно.

Якщо тариф на електроенергію на об'єкті включає витрати, пов'язані з потужністю, або плату за високе навантаження, акумулятор може розрядитися під час цих короткочасних піків попиту та зменшити максимальну потужність, що споживається з мережі.

Приклад:

Пікова потужність мережі без BESS: 400 кВт

Вихідна потужність акумулятора під час пікового навантаження: 150 кВт

Пікова потужність мережі після розряду акумулятора: приблизно 250 кВт

Чи призведе це до значної фінансової економії, залежить від фактичного договору на електроенергію, профілю попиту та структури виставлення рахунків на об'єкті.

Типові застосування для згладжування піків

• Виробничі заводи
• Склади та логістичні центри
• Холодильні склади
• Харчові заводи
• Готелі та комерційні будівлі
• Місця зарядки електромобілів
• Сільськогосподарські переробні потужності

Зменшення піків потужності – це, перш за все, проблема живлення. Проект може вимагати відносно високої вихідної потужності акумулятора без необхідності кількох годин розрядки.

Ось чому співвідношення потужності до енергії, виражене в кВт та кВт·год, слід оцінювати відповідно до реального профілю навантаження.

2. Збільшення комерційного сонячного власного споживання енергії

Сонячні фотоелектричні системи вже широко встановлені на фабриках, складах, фермах, промислових будівлях та комерційних об'єктах по всій Німеччині.

Однак виробництво сонячної енергії та споживання електроенергії не завжди відбуваються одночасно.

Склад може генерувати найбільшу сонячну енергію близько полудня, але продовжувати працювати до кінця дня або вечора. Без акумуляторних батарей частина сонячної електроенергії може експортуватися в мережу, коли підприємство не може спожити її негайно.

Завдяки системі накопичення енергії в акумуляторах, надлишок фотоелектричної енергії можна зберігати та використовувати пізніше.

Типовий потік енергії:

Сонячні фотоелектричні системи → Акумулятори → Вечірнє комерційне навантаження

Економічна цінність полягає в заміні електроенергії, яку бізнесу в іншому випадку довелося б купувати з мережі пізніше того ж дня.

Сонячна енергія з накопиченням енергії може бути особливо актуальною для підприємств з:

• Великі дахові фотоелектричні системи
• Значний опівднішній сонячний надлишок
• Вечірнє виробництво
• Змінні графіки роботи
• Обмежена експортна потужність мережі
• Попит на зарядку електромобілів поза піковими годинами сонячної енергії

3. Енергетичний арбітраж: стягнення плати за нижчими цінами та відпуск за вищими цінами

Ціни на електроенергію в Німеччині можуть значно коливатися протягом дня. Це робить енергетичний арбітраж дедалі актуальнішою операційною стратегією для комерційного зберігання енергії в акумуляторах.

Акумулятор, підключений до відповідної системи управління енергією (СЕС), може заряджатися в періоди відносно низьких цін і розряджатися, коли ціни на електроенергію вищі.

Служба енергетичної безпеки може приймати рішення про заряджання та розряджання на основі кількох змінних:

• Ціни на електроенергію
• Завантаження сайту
• Виробництво сонячної енергії
• Стан заряду акумулятора
• Виробничі графіки
• Очікуваний попит на електроенергію

Арбітраж між мережею та акумулятором

Акумулятор заряджається від мережі, коли електроенергія відносно дешева, і забезпечує об'єкт, коли ціни на електроенергію зростають.

Арбітраж сонячної енергії в батарею

Надлишок сонячної електроенергії зберігається замість того, щоб експортуватися негайно, і використовується пізніше, коли електроенергія має вищу цінність для бізнесу.

Гібридна оптимізація енергії

У більш просунутій системі накопичення енергії C&I, система управління енергопостачанням (EMS) постійно вирішує, чи повинна електроенергія використовуватися будівлею, зберігатися в акумуляторі, імпортуватися з мережі чи експортуватися.

Це означає, що рентабельність акумулятора залежить не лише від того, скільки енергії накопичує система, але й від того, коли акумулятор заряджається та розряджається.

4. Динамічні тарифи на електроенергію

Динамічні тарифи на електроенергію тісніше пов'язують ціну електроенергії для клієнта з коливаннями цін на оптовому ринку.

Замість того, щоб платити однакову ціну на електроенергію протягом дня, комерційний споживач може стикатися з різними цінами на електроенергію протягом різних періодів часу.

Для підприємств з гнучким споживанням електроенергії акумуляторні накопичувачі можуть допомогти перемістити частину навантаження на об'єкт від мережі з дорожчих періодів.

Для відповідної комерційної системи може знадобитися:

• Розумне вимірювання
• Інформація про ціни на електроенергію на добу наперед або в режимі реального часу
• Контроль екстреної медичної допомоги
• Управління станом заряду акумулятора
• Прогнозування навантаження
• Прогнозування виробництва сонячної енергії, де це можливо

Для такого типу проекту акумулятор слід розглядати як частину ширшої інфраструктури управління енергією об'єкта, а не як окрему батарейну шафу.

5. Що означають негативні ціни на електроенергію для німецького бізнесу?

Негативні оптові ціни на електроенергію стали важливою темою на німецькому енергетичному ринку.

Зазвичай вони виникають, коли постачання електроенергії перевищує попит, наприклад, у періоди активного виробництва відновлюваної енергії.

Для акумуляторних накопичувачів дуже низькі або негативні оптові ціни можуть створити привабливу можливість для заряджання.

Однак негативна оптова ціна не означає автоматично, що комерційному споживачеві електроенергії платять таку ж негативну ціну за споживання електроенергії.

Фактичні витрати, сплачені бізнесом, все ще можуть включати:

• Націнки постачальників електроенергії
• Мережеві тарифи
• Податки
• Побори
• Плата за конкретний контракт

З цієї причини рентабельність інвестицій в акумулятори C&I слід розраховувати, використовуючи реальний контракт клієнта на електроенергію та дані про інтервальне навантаження, а не лише оптові ціни на електроенергію.

6. Зменшення сонячного випромінювання

Потужність підключення до мережі може стати обмеженням для комерційних сонячних проектів.

Компанія може мати достатню площу даху для великої фотоелектричної системи, але їй може бути не дозволено постійно експортувати всю сонячну енергію до мережі.

Приклад проекту:

Потужність фотоелектричних систем: 800 кВт

Споживання електроенергії на місці: змінне

Дозволений експорт потужності в мережу: 400 кВт

Якщо виробництво сонячної енергії перевищує як споживання електроенергії об'єктом, так і дозволену експортну потужність, частину виробництва сонячної енергії, можливо, доведеться скоротити.

Система накопичення енергії в акумуляторах забезпечує ще одне призначення для цієї електроенергії.

Замість зменшення вироблення фотоелектричних панелей, BESS може заряджати та вивільняти накопичену електроенергію пізніше.

Це може бути особливо корисним для проектів, де збільшення потужності підключення до мережі було б дорогим, трудомістким або технічно складним.

7. Зберігання акумуляторів для зарядних станцій електромобілів

Комерційна зарядка електромобілів може створювати значні короткочасні піки потужності.

Майданчик може мати достатню потужність мережі для нормальної роботи будівлі, але недостатньо потужності для підтримки кількох потужних зарядних пристроїв для електромобілів, що працюють одночасно.

Акумулятор може забезпечити додаткову потужність під час цих піків заряджання.

Типова архітектура системи:

Мережа + Сонячні фотоелектричні системи + BESS + Зарядні пристрої для електромобілів + EMS

Залежно від проекту, це може зменшити або відтермінувати необхідність дорогої модернізації підключення до мережі.

Типові застосування включають:

• Логістичні автопарки
• Депо комерційних автомобілів
• Торгові центри
• Готелі
• Офісні паркінги
• Промислові флоти
• Громадські зарядні центри для електромобілів

8. Резервне живлення також може створювати фінансову цінність

Не кожна перевага комерційного акумуляторного зберігання безпосередньо відображається на рахунку за електроенергію.

Для промислового об'єкта навіть короткочасне переривання електропостачання може зупинити обладнання, перервати виробництво, пошкодити матеріали, вплинути на ІТ-системи або вимагати дорогого перезапуску виробництва.

Для цих підприємств вартість простою в експлуатації може бути значно вищою, ніж прямі витрати на електроенергію.

BESS, спроектована з відповідною системою захисту електромережі (PCS), комутаційним обладнанням, системами керування та архітектурою захисту, може підтримувати критичні навантаження або бути частиною комерційної мікромережі.

Оцінюючи економічну ефективність акумуляторів C&I, власники проектів також повинні враховувати потенційну цінність уникнення простоїв виробництва.

9. Поєднання кількох потоків доходів

Комерційний акумулятор не обов'язково повинен виконувати лише одну функцію.

Добре спроектована система накопичення енергії може використовувати різні стратегії роботи в різний час доби.

Цей підхід часто описують як стекінг цінності або стекінг доходу.

Проект C&I для акумуляторів може поєднувати:

• Власне споживання сонячної енергії
• Пікове гоління
• Енергетичний арбітраж
• Резервне живлення
• Підтримка заряджання електромобілів

У багатьох проектах поєднання кількох операційних стратегій може забезпечити сильніше економічне обґрунтування, ніж проектування акумулятора навколо однієї функції.

Приклад: Акумулятор C&I потужністю 500 кВт·год на німецькому заводі

Розглянемо спрощений німецький виробничий об'єкт з наступним енергетичним профілем:

Сонячна фотоелектрична система на даху: 500 кВт

Нормальне електричне навантаження: приблизно 300-350 кВт

Короткочасні піки попиту: приблизно 500 кВт

Графік роботи: денне та вечірнє виробництво

Компанія встановлює систему накопичення енергії на акумуляторах потужністю 250 кВт / 500 кВт·год.

Під час потужного сонячного виробництва акумулятор накопичує надлишок фотоелектричної енергії.

Коли виробниче обладнання створює пікове навантаження, BESS розряджається, щоб зменшити споживання електроенергії з мережі.

Протягом вечірньої виробничої зміни накопичена сонячна енергія забезпечує частину навантаження заводу.

Якщо ціни на електроенергію значно впадуть протягом ночі, служба енергопостачання може вибірково заряджати частину акумулятора від мережі, якщо очікувана різниця в ціні виправдовує додатковий цикл зарядки/розрядки акумулятора.

Таким чином, фінансова віддача може надходити з кількох комбінованих джерел, включаючи більше власне споживання сонячної енергії, нижчі піки попиту, оптимізацію цін на електроенергію та підвищену енергетичну стійкість.

Цей приклад є лише ілюстративним. Реальний проект слід оцінювати, використовуючи фактичні дані про споживання електроенергії на об'єкті та комерційний контракт на електроенергію.

А як щодо акумулятора ємністю 1 МВт⋅год?

Більші промислові об'єкти можуть розглядати такі конфігурації, як 500 кВт / 1 МВт-год, 1 МВт / 2 МВт-год або навіть кілька МВт-год зберігання залежно від застосування.

Комерційний акумулятор класу 1 МВт·год може бути релевантним для:

• Великі виробничі підприємства
• Логістичні об'єкти
• Харчові заводи
• Комерційні кампуси
• Великі сонячні фотоелектричні установки
• Зарядка автопарку електромобілів
• Промислові мікромережі

У такому масштабі, приймаючи рішення про покупку, слід враховувати набагато більше, ніж ціну акумулятора за кВт⋅год.

Підрядники з енергоефективності, енергетики та розробники проектів також повинні оцінити профіль навантаження, генерацію фотоелектричних систем, потужність мережі, тариф на електроенергію, стратегію циклічного завантаження та вимкнення акумуляторів, ефективність роботи в обох напрямках, деградацію, керування енергосистемою, розміри трансформатора, проектування захисту та вимоги до підключення до місцевої мережі.

Скільки часу потрібно, щоб окупити акумулятор C&I в Німеччині?

Не існує універсального терміну окупності для комерційної акумуляторної системи.

Дві однакові батареї потужністю 500 кВт·год, встановлені на різних заводах, можуть мати дуже різну віддачу.

Окупність акумулятора може залежати від:

1. Капітальні витрати на акумулятор
2. Витрати на встановлення
3. Вартість підключення до мережі
4. Структура цін на електроенергію
5. Профіль пікового навантаження
6. Виробництво сонячних фотоелектричних панелей
7. Волатильність цін на електроенергію
8. Кількість циклів роботи акумулятора на рік
9. Ефективність туди й назад
10. Деградація батареї
11. Витрати на фінансування
12. Оптимізація системи енергоменеджменту
13. Потенційно уникнута модернізація мережі
14. Значення резервного живлення

Замість того, щоб запитувати: «Яка рентабельність інвестицій у акумулятор потужністю 500 кВт·год?», кращим підходом є визначення того, яка конфігурація акумулятора забезпечує найвище значення на основі реального профілю електроенергії на об'єкті.

Реформа мережевих тарифів у Німеччині: фактор, на який варто звернути увагу

Розробники німецьких проектів з виробництва акумуляторів також повинні стежити за змінами тарифів на електроенергію в мережах.

Федеральне мережеве агентство Німеччини продовжує процес реформи AgNes для майбутньої системи тарифів на електроенергію.

Поточні пропозиції вказують на те, що об'єкти зберігання електроенергії можуть зрештою сприяти фінансуванню мережі через помірну річну плату на основі потужності, а не ставитися до них так само, як до традиційних споживачів електроенергії.

Однак це не слід тлумачити як остаточне правило, яке вже застосовується до кожного проекту з виробництва акумуляторів сьогодні.

Для довгострокових проектів C&I BESS практичний урок полягає в тому, що 10- або 15-річна фінансова модель повинна враховувати регуляторну чутливість, а не припускати, що сьогоднішня структура тарифів мережі залишатиметься незмінною протягом усього терміну служби батареї.

Який розмір акумулятора C&I підходить для німецького бізнесу?

Ці діапазони ємності є лише орієнтовними. Остаточна конфігурація акумулятора завжди повинна базуватися на фактичній потужності навантаження, необхідній тривалості розряду, генерації фотоелектричних систем, потужності підключення до мережі та стратегії експлуатації.

Що слід перевірити німецьким EPC перед вибором BESS

1. Коефіцієнт потужності до енергії

Акумулятор зі зниженням пікового навантаження та акумулятор з арбітражем енергії можуть вимагати дуже різних співвідношень кВт/кВт·год.

2. Ефективність туди й назад

Ефективність системи безпосередньо впливає на фінансові показники багаторазової зарядки та розрядки.

3. Деградація акумулятора

Фінансова модель повинна враховувати поступове зниження ємності протягом терміну служби акумулятора.

4. Можливості екстреної медичної допомоги

Система управління енергією повинна бути здатною координувати виробництво фотоелектричних батарей, роботу акумуляторів, електроенергію з мережі, навантаження на об'єкт, ціни на електроенергію та графіки заряджання.

5. Безпека та сертифікація

Вимоги щодо безпеки акумуляторів, електрозахисту, пожежної безпеки та підключення до мережі слід переглянути для конкретного німецького проекту.

6. Гарантія

Покупцям слід переглянути не лише кількість років гарантії, але й обмеження циклів, енергоємність, робочу температуру, глибину розряду та вимоги до збереженої ємності.

7. Масштабованість

Завод може починати з 500 кВт·год, а пізніше розширюватися до 1 МВт·год або кількох МВт·год, оскільки зростають потужності фотоелектричних систем, виробничі навантаження або попит на зарядку електромобілів.

Таким чином, модульна архітектура акумулятора може забезпечити додаткову цінність протягом усього життєвого циклу проекту.

Як GSL ENERGY підтримує проекти з виробництва акумуляторів C&I у Німеччині

GSL ENERGY пропонує комерційні та промислові системи акумуляторного накопичення енергії для проектів потужністю від кількох сотень кВт⋅год до кількох мегават⋅год.

Доступні системні архітектури включають:

• Високовольтні модульні акумуляторні системи
• Системи комерційного накопичення енергії з повітряним охолодженням
• Рідинно охолоджуваний C&I BESS
• Масштабовані конфігурації з кількома шафами
• Сонячні системи з накопиченням енергії
• Комерційні рішення для мікромереж

GSL ENERGY підтримала численні проекти комерційного впровадження накопичувачів енергії в Німеччині, включаючи проекти потужністю від кількох сотень кВт⋅год до кількох мегават⋅год.

Ці проекти демонструють, що одна й та сама архітектура акумуляторів може служити дуже різним комерційним цілям залежно від стратегії EMS, фотоелектричної системи, підключення до мережі та профілю навантаження.

Тому для німецьких підрядників з енергоефективності та енергетики та розробників проектів вибір системи повинен базуватися на:

Профіль навантаження | Потужність фотоелектричних систем | Необхідна потужність | Ємність накопичувача | Тариф на електроенергію | Стратегія експлуатації

Часті запитання

Як комерційний акумулятор заробляє гроші в Німеччині?

Акумулятор C&I може створювати фінансову цінність завдяки зменшенню пікових навантажень, збільшенню власного споживання сонячною енергією, оптимізації цін на електроенергію, зменшенню обмежень сонячної енергії, підтримці заряджання електромобілів, уникненню витрат на мережеву інфраструктуру та підвищенню енергетичної стійкості.

Чи може німецький бізнес заряджати акумулятор, коли ціни на електроенергію негативні?

Потенційно. Акумулятор може заряджатися в періоди дуже низьких цін, але фактична фінансова вигода залежить від договору на електроенергію, тарифів постачальника, податків, витрат на мережу, обліку та стратегії EMS.

Чи вигідне схуднення пікового навантаження для німецьких заводів?

Це може бути так, особливо там, де короткі періоди високого попиту на електроенергію впливають на її вартість. Точна економія залежить від тарифу та профілю навантаження на об'єкті.

Чи може один акумулятор виконувати пікове скорочення та арбітраж енергії?

Так. Відповідна система управління енергоспоживанням (EMS) може розподіляти ємність акумулятора між кількома операційними стратегіями, хоча логіка керування повинна керувати пріоритетом різних застосувань.

Чи можна додати BESS до існуючої комерційної сонячної системи?

Так. Залежно від існуючої електричної архітектури, комерційну батарею можна інтегрувати з новою або існуючою фотоелектричною системою за допомогою відповідної конфігурації змінного струму або іншої конфігурації, специфічної для проекту.

Чи достатньо 500 кВт·год для заводу?

Можливо, але ємність акумулятора не слід вибирати лише на основі типу заводу. Слід оцінити пікове навантаження, тривалість навантаження, генерацію фотоелектричних систем, ціни на електроенергію та передбачуване застосування акумулятора.

Яку інформацію має підготувати EPC, перш ніж запитувати пропозицію BESS?

Для попередньої оцінки системи підготуйте:

Розташування проекту | 15-хвилинний профіль навантаження | Пікова потужність | Річне споживання електроенергії | Потужність фотоелектричних систем | Тариф на електроенергію | Необхідна ємність для зберігання даних | Потреба в резервному копії

Остаточний висновок

Комерційне зберігання акумуляторів у Німеччині не має однієї стандартної бізнес-моделі.

Найсильніші проекти часто є тими, де акумулятор вирішує більше однієї енергетичної проблеми.

Акумулятор, який використовується лише для власного споживання сонячною енергією, може забезпечити корисну економію. Система, яка поєднує власне споживання сонячною енергією, зменшення пікових навантажень, оптимізацію цін на електроенергію, підтримку заряджання електромобілів та операційну стійкість, може створити сильніше комерційне обґрунтування.

Ось чому закупівлю акумуляторів для C&I слід починати з даних про електроенергію на об'єкті, а не з фіксованої ємності акумулятора.

Плануєте проект зберігання акумуляторів C&I у Німеччині?

GSL ENERGY співпрацює з EPC-підрядниками, системними інтеграторами, дистриб'юторами та розробниками комерційних проектів над масштабованими системами акумуляторного зберігання для заводів, промислових об'єктів, сонячних батарей з накопиченням енергії, зарядних пристроїв для електромобілів та мікромереж.

Для попередньої оцінки системи надішліть:

Розташування | Потужність навантаження | Ємність накопичувача | Розмір фотоелектричної установки | Тариф на електроенергію | Застосування