陳春啟
(國家電投集團雄安能源有限公司,河北 保定 071700)
我國教育部、國家能源局與國家發展改革委共同印發《儲能技術專業學科發展行動計劃》,其中詳細規劃了如何快速發展我國的儲能產業,可見儲能產業在我國的各項產業發展中所占的比例越來越大。將儲能技術應用于光伏電站,不僅能將不可再生資源儲存下來,將這種不可再生資源轉化為可再生資源,還能為電網運行提供各項服務,如調峰、支撐和備用等,更重要的是提升了電網運行的經濟性、安全性及靈活性。如何呈現光伏儲能電站的最大經濟性是現在的光伏儲能行業需要重點思考的問題。
光伏儲能電站是儲能理念為基礎,經過各種系統組成的一種綠色能源發電系統,通過雙向換流器和光伏逆電器實現自身能量轉換。光伏儲能系統的組成成分依然是膠體、鉛碳或者鋰電等蓄電池,然后,經過變壓器和高低壓開關向電網輸電;最后,就是通過配電和相應的計量裝備,實現配電的自由切換,再配以現代化的電子計算機技術,實現數據采集、儲存計算。光伏儲能電站在對比了各種形式的電源形式與膠體、鋰電、鉛碳等蓄電的不同方式后,再融合其他多項技術,秉著最新的儲能理念,實現光伏儲能電站的最大經濟化。
光伏儲能電站主要用在對用電要求比較高的地區,比如偶爾供電異常會影響生產的工廠、用電需求較高的企業或者小區;其次,是需要調峰或者污染程度很高的區域;電動車充電站、搶險救災、野外偵查或者國家基建都可以用到光伏儲能電站。
在我們傳統觀念中電能不能存儲,光伏儲能電站不但改變了這一傳統思維,還能將存儲的電源用于各個方面,帶動了電力在這方面的發展。在我們的日常用電環境中,一般白天用電量較高,用電價格也比較貴,晚上用電較低,相應的價格也較低,光伏儲能電站可以利用晚上電量比較低廉時儲存電能,在白天電價比較高的時候,使用光伏儲存的電,通過這種方式,不但能保證工廠的持續穩定生產,而且能夠為節約工廠開支,促進工廠的可持續發展;光伏儲能電站還能促進均衡電能輸送,減少其中很多環節的建設,利于國家提倡的綠色環保建設;最后,是光伏儲能電站能減少意外的發生,促進電能的可持續供應,這為很多對供電質量要求很高的企業提供了更多的選擇。
光伏儲能電站的經濟性探究可以分為多個方面進行論述,在此不能一一闡述,比較有代表性的是從財務方面分析光伏儲能電站的經濟性、從用電費用角度分析光伏儲能電站的經濟性兩個方面來舉例說明。
光伏儲能電站的前期投資主要是兩個階段,即建設期的基本設備的投資以及運營期各種設備的磨損維修保養費和各種材料的損耗費。
(1)基本設備的投資。要從經濟性方面探討光伏儲能電站,首先,可以選擇1MW/h 梯次的儲能容量作為單元來完成投資測算,高于1MW/h 的部分可以另行擴算。光伏儲能電站1MW/h 梯次的儲能裝置根據具體的計算與分析,其全部投資大概需要100 萬元左右,其中,主要是電池設備等建設所需材料較貴,不到90 萬元,其他的包括運費、安裝費、占地費、日常保養費、人工費等基本需要10 萬元左右;其次要說的是為了用電安全,在電池使用壽命到了時要及時更換,這部分成本以當前的行價來講,大概在50 萬元左右。這還不包括意外發生時的費用、保險費用等,不過,這些因素不確定性太大,所以暫時不列入考量范圍。
(2)經營期投資。經營成本包括光伏儲能電站日常運營所需材料費、電站運行的動力費、工人的工資費及各種福利費、日常維護費及其他各種費用,具體情況如下:
①光伏儲能電站組件清洗費用。不同地區每年的清洗次數與清理費用是不同的,比如,我國西北地區,大部分電站建立在北緯35 ~49 度,這些地區基本是在戈壁灘或者沙漠地區,所受的太陽能輻射也較多,但是,所需清理的次數就越多,清理費用就會相應地升高,按照目前的清洗收費標準來說,以2MW 的建設規模來說,春冬每月可以沖洗一次,夏秋可以每1.5 月沖洗一次,這樣算下來,每年的清洗費用大概不到3 萬,但是,建立在東部地區的電站清洗費用就會相應的減少,因此,折中一下大概花費是3 萬元。
②維修費用。根據已經投入運行的光伏儲能電站來總結經驗,光伏儲能電站的故障主要是集中在逆變器、匯流箱、電纜等,這些設備實施材料初期處于各種設備的磨合狀態可能會出現較多故障,到了使用中后期故障發生的概率會相應地減少,減少相應的支出。經查相關資料及經過相關的計算,每年的維修費用大概在6 萬元。
③光伏儲能電站運行人員工資及相關福利費用。光伏儲能電站一般為了節約成本,會建立在相對偏遠的地區,而且因為所用電池板數量很多,再搭配其他的各類設備導致日常的工作量很大,因此,需要足夠多的的運行巡檢人員,對生產過程定期定點的巡視檢查,排除隱患,其次,還要包括管理人員、專業技術人員與維修人員等,總體概括下來各類人員大概10 名左右,按照當下行業的工資水平,光伏儲能電站運行人員平均工資與福利每人每年大概8 萬元,綜合下來,人工費用是80 萬元。
④其他費用。其他費用基本包括管理費、銷售費與制造費,經過對其他投入的光伏儲能電站的對比分析,大概為50萬元,這個數據與西南部地區某個同規模電站基本類似,可供參考。
總結2MW/h 的光伏儲能電站,一年全部支出不到,300 萬,而銷售收入按其他已投入的光伏儲能電站為參考,大約為550萬元,除了各種稅務,凈現值收益率是比較好的。
以上是從財務角度分析光伏儲能電站的經濟性,其實在用電費用方面也可以為我們節省一大筆費用,節省費用的途徑上文中談到,即使在晚上用電谷底時存儲電能,在白天用電高峰期將儲存的電能釋放出來,以此節省電費,不同的用電價格也是不盡相同的,商業用電峰值能達到1 元/度左右,低谷時會有0.5 元/度,工業用電峰值與商業用電相仿,但是,低谷期只有不到0.3 元/度,家庭用電峰值大概為0.9 元/度,低谷為0.4 元/度。由以上數據可以看出,如果采用以上方法,商業用電以兩萬度電來計算,相比原來的用電可以節省大約15 萬元,工業用電一般每月20 萬度電左右,可以節省170 萬元左右,而家庭用電量雖然較少,但是差不多會有300度電,這樣的話可以節省150 元。從這些各類用電的對比來看,將光伏儲能電站應用于平常的電力使用中,更符合多方面的用電經濟性。
綜述文章內容可知,我國正投入資本,大力發展電池儲能技術,并且已經取得了一系列的進步。由于光伏與風電這些不可再生能源接入電網時對電網的沖擊,很多相關工作人員開始思考如何解決這一問題。將儲能系統與光伏發電技術相結合,能夠很好地解決這一問題,并且能夠合理有效地避開用電高峰實現各類用電的經濟化發展,其次,上文中談到的很重要一點即是,這種模式能夠讓日常用電更具穩定性,風險可控性增加,能促進電網運行的可持續發展,提高各方效益,實現用電的最大經濟化。