一种全新的储能成本计算方式：三种储能电池单次充放成本对比

日前有专家提出一种新的储能成本计算公式，这种考虑全生命周期的、通过计算每次充放电的成本方式，也许更能体现出储能系统后期运营维护成本的影响。

储能的成本分布

初始成本包括所有储能相关设备的成本，如储能系统、PCS、控制设备、冷却、加热、辅助电源、转换、开关设备和保护设备。它还包括与储存场地准备有关的安装材料，如地基、围栏、照明和地网。最后，可能是初始安装的一部分的劳动和服务成本，如工程、项目管理、安装、测试和调试等。


运营成本是指从试运行到使用寿命结束前储能系统连续运行所产生的所有成本之和。这些成本包括用于控制储能充电状态、补偿损失的能量、定期或意外的服务和维护、远程线上监控，以及照明指示灯、风扇、冷却和控制设备所需的电力。

储能的单次使用成本

LCUS：Levelized Cost of Using Storage

储能的平均使用成本

这种模式讨论的是服务期内储能设备所释放的能量，放电量是指在通过连接点传送到客户电网的能量。这个数值可能不是储能装置的额定能量值乘以它经历的循环次数那么简单。例如，如果一个储能装置的额定功率为3小时下储能容量10 MWh，通过LCUS计算1小时放电循环的成本，则必须考虑到系统由于使用更快的充放倍率而导致的的额外损失。

这种LCUS公式可以有三种实际应用方式：

1、可以比较选择不同的储能技术之间的成本，无论它们是否来自不同的技术、设计还是制造商。

2、可以比较特定储能技术或产品在不同应用场景下的成本。

3、有助于阐明某些运营模式如何影响业主的整体投资成本。

三种储能电池的单次充电成本不相上下

以常规的初始投资储能成本计算方式：

以标准锂离子电池为例，根据制造商的说法，电池可以在每天循环一次持续使用20年后，仍保持有初始容量的74%。为了让电池储能系统每天放电80MWh，则必须在使用寿命开始时将储能容量设置为108MWh，最终这种特定的电池的额定功率为112mWh 。考虑到电池、外壳、PCS、冷却、控制、运输、关税、安装和施工，客户的前期成本约为390美元/kWh。

某厂家改进的铅酸电池可达到几千次使用寿命，价格大概为120美元/kWh。但这种电池循环1800次后达到初始能量的80%，那么最好每5年更换一次电池。如果仍要保证储能系统每天向电网提供80MWh的电力，那么系统的初始可用容量将约为100 MWh，而直流电池的额定功率通常为130MWh。和锂离子电池相比较，铅酸电池的保护技术、冷却技术更简单，但重量和空间能量比等复杂因素增加了安装成本。

液流电池的的前期投资成本约400-600美元/kWh，据制造商预测到2020年其成本在300美元左右。液流电池循环寿命好，在生命周期内容量损耗非常低，可以在其使用寿命结束时仍可提供80 MWh，初始设计需额定直流储能容量83MWh。然而流动电池的物理尺寸往往比其他储能技术要大，这会增加安装、运输甚至服务成本。


计算全生命周期内的成本：

储能系统在使用初期的整体单向效率为96%。随着电池的老化，效率和容量都会有所下降，但因为电池的损耗很低、这种影响很小。持续成本包括维护、保修、充电和辅助电源、监测和寿命终止回收成本约为每年77美元/kWh。

对于铅酸电池未来的电池替换部分，假设每6年降价20%。而且铅酸电池因为需要维护的对象更多、情况更为复杂，运维成本会更高。由于暖通空调设备和监控设备较多，辅助用电量将增加。保修、管理和监测的成本将大致相同。

而在全生命周期内，液流电池的维护成本一般较高，而且由于效率较低，充电和辅助电源成本将显著提高。


在20年的服务期内，通过LCUS公式计算储锂离子电池、铅酸电池、液流电池每充一次电的成本如下：

可见虽然液流电池前期一次投入成本较高，但综合前期建设、以及全生命周期的运营成本以后，锂离子电池的单次充电度电成本与液流电池相当，铅酸电池由于后续更换电池等因素、单次充电度电成本偏高。