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太阳能+储能项目的使用时间套利模式的经济性优于独立太阳能项目
  • 日前,美国住宅储能市场发生了一件具有里程碑意义的事情。那就是,在使用时间(TOU)套利模式下运行的太阳能+储能项目的项目经济性超过了独立太阳能发电项目的经济性。这一令人关注的事件发生在南加州爱迪生电力(SCE)公司的服务区域,南加州爱迪生电力(SCE)在2019年3月1日实施了新的使用时间(TOU)费率结构。

    日前,美国住宅储能市场发生了一件具有里程碑意义的事情。那就是,在使用时间(TOU)套利模式下运行的太阳能+储能项目的项目经济性超过了独立太阳能发电项目的经济性。这一令人关注的事件发生在南加州爱迪生电力(SCE)公司的服务区域,南加州爱迪生电力(SCE)在2019年3月1日实施了新的使用时间(TOU)费率结构。
      
      Energy Toolbase公司模拟了在美国数百个在TOU套利模式下运行的电池储能系统项目的电力成本和项目经济性。“TOU套利模式”意味着在电力成本较低的情况下(非峰值时期)时利用电池储能系统(ESS)为电池充电,然后在电力价格昂贵时(峰值时期)放电。就像股票市场中的套利一样,它意味着用户可以低买高卖,获得差价。在Energy Toolbase公司建模的每个住宅太阳能费率表上,太阳能发电项目配套部署电池储能系统(ESS)将会影响项目的经济效益。在许多情况下,增加储能系统会显著降低财务回报。
      
      加利福尼亚州新的TOU费率
      
      加州公用事业委员会(CPUC)最近批准了三个投资者拥有的公用事业公司(IOU)将住宅用户采用基于使用时间的费率。这样做是为了鼓励节约成本,并为用户提供价格信号,以便将使用从峰值时期转向非峰值时期。SCE公司的新TOU费率设计自3月1日起自愿生效,而所有住宅用户的TOU费率将在明年10月全部实施。
      
      投资者拥有的公用事业公司(IOU)新的TOU费率设计一直备受争议。太阳能产业的倡导者对于新的费率结构表示反对,这与以前有效的TOU费率和TOU费率设计有着根本的不同。新的TOU费率中最显著的变化是将“峰值时期”进行转移。原有的峰值TOU窗口是从中午到下午6点,新的TOU费率将峰值TOU窗口转移到下午4点到9点,或在某些情况下转移到下午5点到8点。具有讽刺意味的是,中午曾经是电力价格最昂贵的时期(峰值时期),如今变为电力价格最低的时期(非峰值时期)。所有这三个IOU都在实施类似的TOU窗口转换。
      
      新的费率设计对太阳能发电并不友好。随着峰值时期转移到晚些时候,太阳能发电的获利会受到影响。实际上,大多数太阳能发电设施被重新评估为电力价格更低的非峰值时期能源。因此太阳能的电力价格下降,对很多用户来说是一件好事。为了缓解这一对经济效益的侵蚀效应,加州公用事业委员会(CPUC)已经授权对加利福尼亚现有的住宅太阳能用户提供价格保护。但这些新的利率实现还有一线希望。虽然对于太阳能发电而言是一个坏消息,而对于储能系统来说是一个好消息,因为这些新的TOU率设计对电池储能系统的经济性非常有利。
      
      SCE公司的新“TOU-D-PRIME”费率
      
      3月1日,SCE公司推出了一项新的可选费率表,专门针对部署储能系统的住宅太阳能用户推出了TOU-D-PRIME费率。这个TOU-D-PRIME费率具有电池储能系统经济性优势的所有要素。这个价格在冬季和夏季差异很大:夏季为24美元/千瓦时,冬季为21美元/千瓦时。此外,TOU-D-PRIME费率费率在一周的七天内提供市场机会,而不只是周一到周五,这是大多数住宅用户采用TOU费率的典型情况。这种强有力的价格信号有效地允许电池储能系统在全年365天内持续运行,在非峰值时期充电,并在峰值时期放电,并获得利润丰厚的差价。TOU窗口也恰好与电池储能系统充电和放电得以最佳匹配。而“非峰值时期”是上午8点到下午4点,因此电池储能系统可以完全从太阳能发电中获利,并且符合投资税收抵免(ITC)。在下午4点到晚上9点的“峰值时期”,电池储能系统在住宅太阳能用户能耗最高的时候会被鼓励放电。如果美国其他地区的公用事业公司想要真正激励用户侧住宅储能设施的部署,他们应该寻求复制SCE的TOU-D-PRIME的设计。
      
            进行比较分析
      
      有关机构使用Energy Toolbase模拟独立太阳能发电项目的项目经济性,而不是SCE公司服务领域中典型住宅用户的太阳能+储能项目。并使用了合理的市场利率假设,其分析如下:
      
      客户假设:
      
      •年使用量:12000kWh/年
      
      •客户负载情况:NREL/OPENEI,加利福尼亚州圣安娜的典型住宅客户
      
      •费率表:SCE、TOU-D-PRIME(生效日期:2019年3月1日)
      
      •年度水电费:2,549美元
      
      •公用事业账单升级率:3%
      
      独立太阳能发电项目:
      
      客户假设:
      
      •太阳能发电系统:7kW
      
      •太阳能发电量:10,529kWh
      
      •全部安装价格:21,000美元(3美元/W)
      
      •激励措施:美国联邦投资税收抵免(ITC)(30%)
      
      项目经济学:
      
      •第1年,电力账单节省:1,492美元
      
      •投资回收期:9年
      
      •25年内部收益率:10.5%
      
      太阳能+储能项目:
      
      客户假设:
      
      •与独立部署的太阳能发电系统相同
      
      •电池储能系统的硬件:SolarEdge公司的StorEdge逆变器+LG Chem公司的RESU10H电池
      
      •电池储能系统的硬件规格:最大功率为5kW,可用容量8.3kWh(假设备用容量为15%)
      
      •电池储能系统软件操作模式:TOU套利模式,电池储能系统必须从太阳能发电设施充电,电池储能系统的电力无法输出到电网
      
      •全部安装价格:11,000美元
      
      •激励措施:美国联邦投资税收抵免(ITC)和自我激励计划折扣(SGIP)
      
      项目经济学:
      
      •第1年,电力账单节省:总计2,131美元(电池储能系统为639美元)
      
      •投资回收期:8.5年
      
      •25年内部收益率:11.2%
      
      在此分析中使用“TOU-D-PRIME”作为之前和之后的比率在Energy Toolbase中运行。当使用SCE公司的住宅费率表“D”作为之前的费率,并且以“TOU-D-PRIME”作为之后的费率进行建模时,其结果非常相似。并对一系列不同的太阳能发电系统(3kW、4kW、5kW、6kW、7kW、8kW)进行了相同的分析。在所有情况下,太阳能+储能项目的经济性都超过了独立太阳能发电项目的经济性。
      
      在上面的例子中,重要的是要指出,这是太阳能+储能项目的经济性优于独立太阳能发电项目的因素组合。除了对储能友好的TOU-D-PRIME费率外,电池储能系统的项目经济性还得益于:(i)自我激励计划折扣(SGIP);(ii)假设电池储能系统符合30%的美国联邦投资税收抵免条件;(iii)电池储能系统硬件和安装的市场费率下降。
      
      TOU-D-PRIME费率是一个异常值。如今的现实是,大多数住宅用户费率计划都不能为电池储能系统提供显著降低消费者电力费用的能力。因此,安装了电池储能系统的住宅用户受到了非财务原因的激励,例如在电网断电时具有备用电源,并且对公用事业公司的依赖性更低,而且是早期采用新技术的一个很好的因素,大多数人认为有朝一日将会彻底改变电网运营。
      
      即使没有强大的财务用例,美国住宅储能市场在过去几年中也一直在稳步增长。
      
      Toolbase公司认为,在向太阳能发电项目添加储能系统实际上会提高项目的经济性,这将成为一个市场的真正转折点。由于存在这种机会,预计SCE公司迅速增加住宅电池储能系统的部署。将电池储能系统添加到太阳能发电项目对于住宅用户来说是一个明智的选择,因为它可以提高财务回报,提供后备电源。人们希望这一历史性事件很快在其他区域市场得到推广。
      
      编译:Harris