中国储能网讯:2016年5月24-26日,第六届中国国际储能大会在深圳举行。来自上海煦达新能源科技有限公司总经理李剑铎博士在大会上做“储能应用投资案例分享”演讲。本文根据录音整理,未经本人审阅。
借着这个机会跟大家分享一下我们这几年在做储能系统中所得到的经验。我来自中恒电气上海煦达新能源科技有限公司。借这个机会把中锂电池和铅酸电池的实际应用场景跟大家做一个更好的说明。
一是储能各种应用类型的简介;二是储能典型应用经济性分析,我会从德国、英国、澳洲这三个典型的案例说起;三是国内比较火的铅炭项目的案例。最后是我简单介绍一下调频储能和新能源配套的背景。
第一,上海煦达新能源科技是国内乃至国际上最早从事储能系统和储能逆变器解决方案的公司之一。我们从2012年开始做,2015年之前没有怎么参与到国内市场,我们认为国内的储能市场当时基本上是没有什么发展机会的。2015年之后,受到能源互联网、新能源电动车,以及铅炭电池以及锂电池成本的下降等多方面影响,国内的储能市场慢慢会迎来发展契机,因此我们2015年也开始在国内进行一些推广和宣传。
现在比较火的话题是能源互联网。能源互联网有发电、供电、用电,中间的层次是电网,一些调频级电网的应用主要是调频。家庭储能国外做得比较多一些,工商业的储能现在看来主要用于削峰填谷。调频、调峰,调峰指的是削峰填谷,活用型的、新能源配套的,通讯基站系统等等,可能还有其他的应用,这都是属于一般性的。
第二,关于储能系统的应用分析。首先给大家一个宏观的介绍,上海煦达主要做英国、澳洲、德国这三个国家的户用市场,2012年开始做。根据所掌握的情况,2014年、2015年的数据比较准确,2016年的数据是估算出来的,不一定百分之百准确,做一个简要介绍。
德国储能总量2015年是20000套,2016年预计40000套。从目前掌握德国的情况,40000套是非常可行的,这才仅仅是5月底,德国的户用就已经出现了短缺。40000套的量不是很小,德国装了太阳能的家庭用户超过40多万户,40000套占了德国太阳能用户的10%,在储能领域发展来讲已经是不错的数字。
锂电池方面2016年在德国预计25000套,2015年是10000套,这个可能超出很多人的预期,欧洲对绿色能源这么看重,为什么铅酸系统还是卖了这么多?关键还是因为比较便宜而且回收政策也做得比较好,用户使用起来没有什么后顾之忧,但是随着锂电池价格的降低而且储能补贴只针对锂电池系统, 2016年锂电池的销量会增长得更多。
澳洲曾探讨储能补贴,并召开了专门的会议。但从实际掌握的情况来看,不像德国,澳洲大多数地区还没有明确的补贴政策。澳洲2015年实际的销售额不大,大概两到三千套。但2016年肯定会有增长。另外一个会爆发的区域是英国,相对于2015年它会好很多,英国1月份光伏补贴已经下降为0,而储能目前传闻将有补贴,因此英国的客户也在寻求新的太阳能使用方式,推动储能增长。
第一个案例是家庭自发自用经济型计算。看德国的,德国的民用电价是0.3欧元,大概2.2人民币,补贴是0.1欧元,最高是0.4欧元,储能方面的政策是可以拿到30%的储能补贴,每年有5%到10%的下降,到2018年时只有10%。在后面计算的时候,仍然是按照30%来算。
典型的德国用户是自发自用的经济模型分析。考虑到这是一个新装系统,新装太阳能板、储能。安装时间大概在2015年左右,通常情况下,典型的光伏面板只需要装4500瓦,储能电池一般装5kWh,5度电就差不多了,前期的投入应该是9730欧元,会拿到2400欧元的补贴,系统总投入就是7300欧元。
运行的参数。太阳能发电效率98%,储能支路效率89%,太阳能发电有一部分会并网,有一部分被负载用掉,有一部分会先存到电池里,然后再被放出来。这里估算的典型值是1:1:2,就是25%、25%、50%。融资参数就不介绍了。
自发自用的经济模型计算。这里是有补贴的,五到六年可以收回投资成本。7300欧元的情况下,从第五年末开始,经济模型的数字,现金流会由负转正,这是德国的情况。
英国的地方补贴0.1英镑,民用电价是0.25英镑。英国没有储能补贴,现在还没有正式发布出来。这是英国地区安装的案例,和德国不太一样,英国每家每户要求比较小,英国户用系统中的太阳能典型装机容量4kW,配4.8度电。右下角这张图比较有意思,左边是锂电,右边是装的南都的铅炭电池,是铅炭电池在家庭小型储能系统的典型应用,这套系统装了大概半年目前运行情况还是可以的,电池几乎没什么衰减。
英国的投资案例。英国因为没有补贴,而且英国的太阳能光照条件不是特别好,所以他们的投资回报率非常低,大概九到十年收回成本。而储能系统九到十年基本上电池要被换一轮了,因此英国的经济账是算不过来的,尤其是没有补贴,有补贴的话回收期大概可以控制在五年左右。
澳洲的情况。澳洲和英国有点类似,民用电价是0.22澳元到0.3澳元,即1.6到2.2人民币,光伏并网补贴0.44元人民币,由于澳洲地广人稀,它和英国、德国不太一样,英国和德国强调自发自用,澳洲除了强调自发自用,还强调并网。相对于英国来说,澳洲的投资回报期会好一些,英国是九到十年,澳洲是八到九年,八到九年其实也不怎么样,基本上电池也要被换一轮了。
大家对比英国、澳洲、德国的储能投资回报期,其实德国就算是有补贴也是五到六年,英国和澳洲都是八到九年,超过电池的寿命,从投资回报率的角度来说,储能还是非常贵。如果仅仅是个销售人员在说服客户去购买储能系统,经济性来算这个帐肯定算不过来,客户会坚决不买,但是为什么2016年后,澳洲、英国和德国户用的光伏系统变得非常非常火爆呢?这里市场的内在驱动力不是从经济性考虑问题,以前大家算太阳能储能算经济帐,觉得算经济帐就算不过来。我们在市场这么久体会到,做储能系统不能单纯做经济帐,德国、英国、澳洲最能打动客户、说服客户购买家庭储能系统的一句话,就是“安装光伏储能系统,你就会成为你家电力拥有的主人”,以前要依靠电网,靠电网给你供电,你装了储能之后,你和电网之间的角色就变过来的,电网成为你的备用角色,你自己可以去做自发自用来控制你的用电量,这个观点是非常能打动人。“用电独立性”是国外储能市场能打动客户的最重要因素。
靠着这种推销的市场策略,现在在德国、英国、澳洲市场,这个观点大家已经慢慢接受了。我们做户用储能系统推销的时候要当成消费类的电子来看,一个客户购买彩电、冰箱的时候不会考虑回报率,因为他们对这个东西是有需求,我要用冰箱,户用储能系统会有类似的观点,将储能系统看成消费电子,而非投资类的产品,更要强调的是功能和优势。这个跟以前纯粹做光伏靠补贴是不一样的观点,而且用电独立性这个观点还挺容易得到用户的认可。
补充一点,中国的户用市场有没有机会?很多人问这个问题,光伏补贴、储能补贴,简单一句话,我们认为中国户用市场没什么大机会了,民用的价格太低了,才0.3元,上海峰值是0.635元,相比国外存在的三大市场,仅仅是人家的30%,无论怎么算,经济帐肯定都算不过来,哪怕再装储能市场补贴基本上也没什么机会了,中国户用储能市场一定要其他的原因和推动力,绝对不是经济因素。
刚才介绍的是国外三个国家的户用储能系统经济性分析。目前国内看来,在商业、工业储能系统里面,应用性、经济性比较好的是铅炭类电池,它未来是比较有前途的。我个人认为铅炭类电池是比较符合中国人的儒家思想,是中庸之道的产品,是介于铅酸电池和锂电池的产品,它比铅酸电池寿命长,比锂电池便宜,结合两者的优点以后,它在储能市场上便有了一席之地。
我专门算了一下利用铅炭储能做削峰填谷设计方案的案例,郑丹丹主持人之前提到,全国五大地区有比较高的峰值差价,只有五大地区是有超过0.85元、0.82元、0.88元的峰谷差价,只有超过0.8元以上才会调峰,削峰填谷才有合作。杭州0.5元都是没得做的,投资回报期都会很长。这里列出北京、天津、上海、杭州、广州、深圳的范围。
做铅炭储能的时候,仔细研究中国的峰谷差价,中国电力价格其实是很复杂的,不同的季节有不同的需求,我们列了1MWh的储能系统运行情况。上海地区有两个峰、三个平、三个谷,每天做三次的充放电,不是我们想的一次充一次放,每次充放有不同的功率,而且循环次数越多投资年限会越短、越好,当然这对铅炭电池的使用寿命也是比较严峻的考验,大家以前认为一天一个循环,一年365天,按照我们的设计方案,一天可能都要做两到三个循环,夏季三个循环,非夏季两个循环,这样才能达到铅炭储能系统在实现削峰填谷功能时有一定的经济回报性。
我们来算一下铅炭储能电池的模型。假设系统的运行时间是从2017年开始,正常情况下可以运行七到八年以上,关于铅炭电池的循环寿命,这个数字一直变化,开始设计起来是50%是3000次,后来的数据是跟一些研究院实测的,结果是50%的DOD测到6000次。我个人认为,样本测试和实际成品测试还是有一定的差距,我们觉得4000-5000次还是比较保守、比较合理的数据。
削峰填谷谈不上发电,是电网在谷值给电池充电,到峰值电池向电网放电,这块损耗看的主要是逆变器的效率,电池逆变器损耗的效率和线路传输上的效率,我们设定的效率是85%。铅炭电池在使用的时候,DOD控制在50%左右,不要超过50%,最宽是30%到80%。另外还有一个很重要的细节需要和大家说,通常情况下,配铅炭电池的时候,1GW要配6-8GWh,这主要因为,只有在0.2C充放电的电流下才能最大程度延长铅炭电池的使用寿命。这种情况下我们算一下投资回报率,这个数字算得和昨天南都电池的老总略有差异,他算的是四年到五年,我们算得比较保守是五到六年,这差异应该主要是因为我们的模型中的电池成本和系统设计成本没有他那么精确,毕竟他们是电池制造商。即便如此,五到六年也是比较好的数字,而且我在这里算的时候,没有计算需量电费,大家知道需量电费,上海地区最大峰值,每个月收42元/kW(按功率收费),这个因素考虑进去,还可以缩短投资回收期大约20%。这些数字是我个人计算的结果,不代表官方发布的结果,只是给大家做个参考。
从这个结果来看,铅炭储能相对于锂电池的储能,在投资回报上是非常有优势的。我们这样一算能算出(投资回收期)五到六年,未来随着铅炭的发展和产量越来越大,整个生产成本越来越低,系统成本越来越降低,投资回收期控制在四、五年是完全有可能的。
下面是电力调频。从经济性来说是电力调频是最好的,电力调频有一些电网的补贴,电力调频对电池的要求更高,逆变器的功率和电池的容量几乎是1:1的配置,250kW配250度电,对电池的寿命是很大的挑战。计算结果是三年能收回成本,高频的限制在于基本上这些都是电网公司所主导的项目,一般不是民营企业或是一般的市场行为,所以限制性还是比较大的,技术要求也比较高。这是德国柏林地区2MW锂电池的调频储能电站。
新能源配套,主要是配合光伏、风能,每度电多少价格,配上储能以后,可以节约多少钱,最典型的,比如说纯光伏,9毛/kWh,宁夏可能是8毛/kWh,弃风弃光非常严重,用储能相当于在做削峰填谷的步骤,相当于这里面有8毛钱的差额,储能做新能源配套是完全没有任何问题的。
对于大规模的储能电站,基本上我们不碰。这类靠招标模式做的,像跨国的国际性大规模的储能电站,在中国国企做得多,比如说南瑞,他们有专门的国际部门做储能项目,除非很大的民营企业才能做起。我们专注中小型,中小型的渠道,没那么复杂,每年去德国租一个很大的展台,逐渐积累了和当地的系统集成商、承包商的关系,因为我们没有资质去终端客户家里安装,这也不现实,所以是销售给他们和他们配合做服务、安装。
日本和美国技术壁垒比较高,尤其是日本。日本和美国是110伏,欧洲的电网和美国、日本的电网不一样,主要是电压等级和频率的差异,所以欧洲产品无法直接用在美国日本。还有认证的问题,进入任何一个国家,新能源产品都要并网发电的,要有很严格的认证测试。这些认证花的时间非常长,尤其是日本,把产品认证过了,也很难通过生产厂家的厂检,所以他们都是在本地设厂,在那边完成验厂,主要是技术方面的问题,技术壁垒。
对于调峰调频的储能,主体是售电公司的话,储能行业可能发展不起来,一定是民营企业主导,市场行为主导。储能系统一定要够便宜,让用户有钱赚,生产厂商有钱赚,大家都知道是好东西,现在没做起来的根本原因还是成本太高。铅炭是比较好的发展方向,未来可能有其他的方式把储能的成本降下来,如果能降下来,储能一定会大规模的推广。
(李剑铎博士:先后任职于天津供电局、西门子中国研究院、伊顿集团山特电子有限公司。2011年作为发起人之一成立上海煦达新能源科技有限公司,任总经理)