Як обчислити рівномірну вартість енергії (LCOE) для комерційних та промислових систем зберігання енергії

LCOS = загальна енергія, що викидається на життєвий цикл системи зберігання, загальні витрати, понесені протягом життєвого циклу системи зберігання

Давайте детально розберемо кожен компонент формули:

1. Загальний склад витрат

The total cost of a storage system is not limited to the purchase price; it encompasses all expenses from project initiation to decommissioning:
Початкові інвестиції (капітальні витрати, CAPEX): Це найбільші витрати на ранніх стадіях проекту зберігання енергії, включаючи акумуляторні пакети (такі як літій-іонні батареї), системи перетворення електроенергії (ПК), системи управління акумуляторами (BMS), системи управління енергією (EMS), цивільне будівництво, встановлення та введення в експлуатацію та необхідні інфраструктури підтримки. Для високоякісної системи зберігання енергії акумулятора вибір основних компонентів є критичним. Наприклад, при наданні вдосконалених рішень для зберігання енергії літій-іонів акумулятора GSL Energy не лише фокусується на продуктивності самих батарей, але й підкреслює інтегровану оптимізацію ключових компонентів, таких як ПК та БМС, щоб забезпечити стабільність та ефективність системи.
Експлуатація та обслуговування (o&М) витрати : Системи зберігання енергії несуть постійні витрати під час експлуатації, включаючи звичайне обслуговування, регулярні перевірки, моніторинг системи, вирішення несправностей, витрати на страхування та заробітну плату персоналу. Ефективний o&M Управління може значно зменшити ці витрати.

Витрати на заміну : Основна складова систем зберігання енергії—батареї—має обмежений термін експлуатації циклу. Під час життєвого циклу проекту може знадобитися замінити акумуляторний пакет раз або кілька разів, і ці витрати повинні бути враховані заздалегідь.
Значення порятунку : Після того, як систем зберігання енергії вийде на пенсію, певні компоненти, зокрема акумулятори, зберігають значення переробки. Цю вартість порятунку можна розглядати як негативну вартість, компенсуючи частину загальної інвестиції і тим самим зменшуючи загальну вартість за кіловат-годину.

2. Загальний обчислення енергії розряду

Загальна енергія розряду відноситься до фактичної кількості електричної енергії, яку система зберігання енергії може доставляти зовні протягом усього життєвого циклу. При обчисленні цього значення важливо повністю враховувати втрати енергії та погіршення потужностей:

Charge-Discharge Efficiency : Втрати енергії неминучі під час процесу заряду розряду системи зберігання енергії. Наприклад, ефективність в обидва кінці (RTE) літій-іонних батарей, як правило, коливається від 85% до 95%. Більш висока ефективність означає менші втрати енергії, що дозволяє системі виводити більше електроенергії з однаковою вхідною потужністю, тим самим ефективно знижуючи витрати за кіловат-годину.

Швидкість деградації : The usable capacity of batteries gradually decreases with the number of charge-discharge cycles. Наприклад, швидкість погіршення потужностей 0,5%–3% на рік - поширене явище. When calculating total discharge capacity, this degradation effect must be considered, as the actual available electricity decreases over time.

Ключові фактори, що впливають на вартість зберігання енергії за кіловат-годину

Вартість зберігання енергії за кіловат-годину впливає на складну взаємодію факторів. Розуміння цих факторів може допомогти оптимізувати проект та експлуатацію проектів зберігання енергії:

1. Тип технології

Різні технології зберігання енергії значно відрізняються з точки зору витрат, продуктивності та придатності для конкретних додатків:

Літій-іонні батареї: Найпоширеніша основна технологія на поточному ринку, при цьому витрати продовжують швидко знижуватися. Зокрема, вони поділяються на літієве фосфат заліза (LFP) та потрійні (NMC) типи, кожен підкреслюючи різні аспекти, такі як щільність енергії, термін експлуатації циклу, безпека та вартість. GSL Energy спеціалізується на високоефективних рішеннях для зберігання енергії літій-іонного акумулятора, таких як його акумулятори серії GSL ESS, які славляться своїм тривалим терміном експлуатації та відмінною безпекою, спрямовані на надання клієнтам довгострокові, надійні та економічні варіанти зберігання енергії.

2. Шкала системи та тривалість розряду

Економія масштабу : Чим більша потужність системи зберігання енергії, тим нижча початкова інвестиційна вартість за одиницю потужності. Цей принцип аналогічний принципом масштабного виробництва, де об'ємна закупівля та стандартизований дизайн допомагає зменшити витрати.

Тривалість розряду (тривалість): На тому ж рівні потужності довша тривалість розряду вказує на більшу потужність зберігання енергії. Незважаючи на те, що це збільшує початкові інвестиції, постійні витрати (наприклад, ПК, БМ тощо) розповсюджуються протягом більш тривалого періоду розряду, потенційно зменшуючи вартість за кіловат-годину.

3. Життя та ефективність циклу

Ці два фактори є ключовими показниками продуктивності акумулятора і безпосередньо впливають на економічну життєздатність систем зберігання енергії протягом усього їх життєвого циклу:

Життя циклу : Кількість циклів зарядного розряду, який може витримати акумулятор. Чим довше термін експлуатації циклу, тим нижча частота заміни, тим самим зменшуючи витрати на заміну та обслуговування. Наприклад, високоякісні літієві батареї можуть досягти тисяч або навіть десятків тисяч циклів, значно перевершуючи традиційні свинцеві батареї. GSL Energy розміщує високий пріоритет на термін експлуатації акумулятора в його R&D зусилля, гарантуючи, що її продукція розроблена та виготовлена для задоволення вимог високочастотного велосипедного руху, тим самим забезпечуючи менші витрати за кіловат-годину для користувачів.

Ефективність : Більш висока ефективність заряду/розряду означає менше втрат енергії. За підрахунками, 5%покращення ефективності зарядки/розряду може знизити вартість за кіловат-годину приблизно на 8%-10%. Тому оптимізація ефективності системи є ефективним способом зниження вартості за кіловат-годину.

4. Політичне та ринкове середовище

Зовнішні фактори навколишнього середовища також суттєво впливають на вартість за кіловат-годину зберігання енергії:

Субсидії та податкові стимули : Урядові політики, такі як інвестиційні субсидії та податкові пільги для проектів зберігання енергії, можуть безпосередньо зменшити початкові інвестиційні витрати та підвищити економіку проекту.

Механізми цін на електроенергію : Диференціал ціни на пікову піку є ключовим фундаментом для арбітражу системи зберігання енергії. Чим більший диференціал цін, тим вище системи зберігання енергії доходів можуть генерувати, заряджаючись у години поза піком та розряджаючись у години пік, тим самим побічно зменшуючи вартість за кіловат-годину.

Механізми ціноутворення вуглецю : Політики, такі як податки на вуглець та торгівля вуглецю, збільшують вартість викопного палива, тим самим підвищуючи конкурентоспроможність чистої енергії (включаючи системи зберігання енергії в парі з відновлюваною енергією).

5. Коливання цін на сировину

Коливання цін на ключову сировину, необхідну для виробництва акумуляторів, таких як літій, кобальт, нікель та марганець, безпосередньо впливають на витрати на виробництво акумуляторів, що, в свою чергу, впливає на загальну вартість систем зберігання енергії.

6. Інтеграція системи та інтелектуальні операції та обслуговування

Інтелектуальне управління: вдосконалені системи управління акумуляторами (BMS) та системи управління енергією (EMS), поєднані з алгоритмами планування штучного інтелекту, можуть більш точно контролювати процеси зарядки та розряду, оптимізувати продуктивність акумулятора, продовжити термін експлуатації та підвищення ефективності системи, тим самим зменшуючи загальні витрати.

Контроль температури: Хоча ефективні системи контролю температури можуть збільшити початкові витрати, вони значно підвищують тривалість експлуатації акумулятора та безпеку, запобігаючи деградації продуктивності або випадків безпеки, спричинених перегрівом або перенаселеністю. У довгостроковій перспективі це допомагає зменшити вартість за кіловат-годину.

Майбутні тенденції витрат на зберігання енергії

Майбутня розробка технології зберігання енергії ще більше знизить вартість за кіловат-годину, що зробить її більш конкурентоспроможною:

Постійний технологічний прогрес

Нові акумуляторні технології, такі як твердотільні батареї та акумулятори натрію, швидко просуваються, з можливістю досягнення прориву в щільності енергії, безпеці, терміну експлуатації та витрат.

Індустріалізація переробки

Оскільки літій-іонні акумулятори знаходяться у великих масштабах, добре встановлена система переробки акумуляторів зменшить витрати на сировину, сприятиме циркулярній економіці та додатково оптимізує витрати на зберігання енергії.

Спільні моделі зберігання енергії

Ділячись електростанціями для зберігання енергії для обслуговування декількох користувачів або сценаріїв додатків, постійні витрати можна ефективно поділитися, покращуючи використання активів та економічну ефективність.

Стандартизація та модуляризація

Стандартизована конструкція та модульне виробництво систем зберігання енергії зменшать витрати на виробництво та встановлення, підвищуючи ефективність розгортання.

Лінійні витрати на енергію (LCOE) є основною метрикою для оцінки економічної життєздатності систем зберігання енергії, а його розрахунок передбачає безліч факторів. Завдяки технологічному прогресу, економії масштабу та вдосконаленій політиці, очікується, що LCOE зберігання енергії продовжить зменшуватись, тим самим сприяючи більш широкому впровадженню технологій зберігання енергії при енергетичному переході. Такі компанії, як GSL Energy, прагнуть зменшити витрати на життєвий цикл систем зберігання енергії за рахунок постійних технологічних інновацій та оптимізації продуктів, сприяючи глобальному розвитку чистої енергії.