电池储能系统经济性分析

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：其脚注bess表示电池储能系统的投资成本和能耗支出；ref表示参比系统的投资成本和能耗支出。静态评估方法简单而直观，可用于筛选并列的几种替代方案，例如在电池储能系统应用中，关于电池种类锁定铅酸电池、钠硫电池还是全钒电池的问题。式中，COSTinital表示储能系统的初始一次性投资；其他同上。

1.静态经济分析

静态经济分析的评价指标为投资回收期N。投资回收期定义为投建该储能系统比参照系统所增加的投资费用（ΔCOST）与该储能系统投运后每年节约的运行费用（ΔSaving）的比值，即

式中，ΔCOST=COST_bess-COST_ref；ΔSaving=Charge_ref-Charge_bess。其脚注bess表示电池储能系统的投资成本和能耗支出；ref表示参比系统的投资成本和能耗支出。在投资回收年限之后，其每年节省的运行费用则为用户净收益。

该方法适用于短期回收工程，如N≤5年。静态评估方法简单而直观，可用于筛选并列的几种替代方案，例如在电池储能系统应用中，关于电池种类锁定铅酸电池、钠硫电池还是全钒电池的问题。

2.动态投资回收期法

在涉及动态投资的经济评估中，除了考虑系统初始投资和运行维护费用，还考虑到时间价值的影响，包括通货膨胀率、利率以及贴现率等。设储能系统投用后收益为NPV_bess，而投资成本以及运行支出为NPV_cost，则利润为

Profit=NPV_bess^-NPVcost（5-14）

式中，T表示储能系统的服务年限；r表示考虑投资时间价值的贴现率；Reven_-ue_bess表示储能系统的年收益；COST_bess表示储能系统的年支出。将式（5-15）、（5-16）代回式（5-14），可根据收支平衡原则确定回收期，计算方法如下：

式中，N为动态投资回收年限，K为投资结束的年限；r为贴现率；Invest_k为第k年的追加投资；Profit_n=（Revenue_bess-Cost_bess）n为第n年的净收益。由式（5_-17）即可得到关于N的表达式。

3.寿命周期分析法

寿命周期分析法是从储能系统使用寿命周期的角度进行经济分析的。寿命周期投资包括系统服务期内所有的投资费用、建筑能耗费用、设备追加及维修、安装及材料更换等，以及其他与投资相关的费用。在该方法中，所有资金量都要考虑与当前资金的等价性，均需转换成当前净资金（Net Present Value，NPV），即净现值NPV。

式中，COST_inital表示储能系统的初始一次性投资；其他同上。当NPV>0时说明该方案可行。若多个并列方案横向对比，在使用寿命T相同的前提下，NPV最大的方案为最优。

无论采用哪种经济分析方法，其结果必然存在误差。成本评估误差通常源于两种原因：

1）厂商知晓但拒绝公开的价格信息。这部分往往被视作商业机密或私有资产，包括机密原材料、特有的制作方法、加工成本以及将来预期的批量生产的成本降幅。

2）厂商和相关部门都无法确定的信息。例如原材料将来随市场价格的波动以及有待开发的新兴材料成本等。

4.实物期权法

实物期权方法可用于研究不确定环境下的投资决策问题，反映决策灵活性和不确定性的价值，弥补静态经济分析方法的不足。实物期权定价的二叉树分析方法由John Cox、Stephen Ross和Mark Rubinstein提出，通常采用连续时间的Black-Scholes模型或离散时间的二叉树模型（见图5-58）。考虑投资决策的不确定性，将期权的有效期间分为若干个时间间隔，根据资产价值S的波动情况，确定资产价值在各时间间隔的上涨幅度和下跌幅度、资产运动的上升概率和下降概率，建立资产变化的树形图，最后通过树形图倒推，计算实物期权的价值C。综合分析项目的实物期权价值和项目投资的净现值NPV评价项目投资的经济性问题。