“双碳”背景下储能对光伏项目的经济性影响分析

李淑慧

（贵州师范大学国际教育学院， 贵州 贵阳 550001）

0 引言

最近几年，由于国家的相关政策与民众环保意识的增强，光伏发电作为一种清洁环保、经济性强的发电方式，被社会各层人士所关注。我国光伏发电的装机量日益攀升，光伏发电虽然具有成本低、生态环保的优势，但由于间歇性的特征，对于我国电网建设的冲击日趋严重。早在2020 年时，我国多个省市自治区先后出台了若干政策，大力鼓励太阳能光伏发电配置储能，试图从根本上解决间歇问题。却没有省份对有关企业进行强制配置规定，导致储能设备的普及受到了制约。消纳问题仍然是制约新能源装机增长的重要问题之一。

1 太阳能光伏发电的经济特点

太阳能光伏发电是一种经济性极强的发电方式，其经济性主要体现在以下三个方面：

1）在传统的发电模式中，发电站往往要租赁大量的土地。而太阳能发电对于占地面积要求不高，屋顶、墙面都能够成为太阳能光伏发电场所，可以为相关企业节约土地租赁的成本；

2）众所周知，传统的化石能源在发电过程中，往往会造成大量的污染，为了保护生态环境，相关企业往往会在环保领域投入大量资金，而太阳能光伏发电是一种环保的清洁能源，可以减少有关企业对污染处理的投入；

3）太阳能光伏发电不需要运输，可以随时随地将太阳能转化为电能，能够为有关企业节约大量运输成本。

2 储能技术路线分析

在储能技术路线不断发展的过程中，诞生了很多不同的技术路线，如果按照储能技术的基本特点分析，就目前的状况而言，我国较为常见的储能技术可以大致分为两种类型：功率型储能技术与能量型储能技术。前者响应快、功率高、能够频繁充放电，基本类型包括但不限于超导储能、飞轮储能、超级电容器储能等等。而后者则具有储能大、能量高的基本特性，这一类的储能技术包括但不限于：抽水储能、压缩空气储能、电池储能等。

如果按照电能转化存储的形态差异对我国现有储能技术进行分类，那么储能技术主要有物理储能、化学储能与相变储能。

2.1 物理储能

2.2.1 抽水储能

抽水储能具有费用低、容量大、变换率偏大的特征，但是在日常运行过程中，对于地理条件的依赖较大。

2.2.2 压缩空气储能

压缩空气储能是一种造价极低的储能技术，采用这种储能方式，可以降低企业的运行成本。值得重视的是，作为一种新型的储能技术压缩空气储能技术的成熟度不高，效率也相对较低，故此，该技术还有待相关领域科研人员的不断完善。

2.2.3 飞轮储能

飞轮储能的优势有响应快、效率高、寿命长等，但是在运行的时候不但单位造价高，而且放电时长受到限制，会给有关企业带来严重的经济发展压力[1]。

2.2 化学储能

该技术模式具备建设周期短、受外界因素影响较小等特点，是现代社会，电力储能应用行业当中商业化最为成功、技术最为成熟的技术路线，可以为企业带来巨额的经济收益。比如说，动力电池就是电化学储能应用的一种，该技术最早可以追溯于1853 年，法国物理博士A.E.Becqurel 的研究结果，经过数百年的发展与完善，已经形成了完善的体系。根据电池介质的不同，动力电池又可以分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池等，广泛应用于我国的各个行业，创造诸多经济价值。

目前，国内外学界认为化学储能具有下述两点优势：

1）成本下降迅速。近些年来，化学储能受到我国有关部门的广泛关注，我国化学储能成本正在急速下降，在特定的电价条件之下，我国化学储能电站的内部收益率（IRR）能够稳定在8%，已经能够满足大部分国企、民企项目的标准；

2）几乎不受场地条件的约束。化学储能因为能量密度相对较低，体积也有优势，对于场地要求并不高，因此，适合在充电站、工业园区、科研场所等场所应用[2]。

2.3 相变储能

熔融盐储热、冰蓄冷等储能技术，都属于相变储能的范畴，这一类技术往往具有技术经济性好、热效率高等特点，具有不错的运用效率与运作质量[3]。其中我国最为典型的应用方式便是光热电站，光热电站通过太阳光的不断聚集，把光热电站内作为介质的熔盐融化，从而吸收到大量热量，熔盐再继续加热水，形成水蒸气，推动汽轮机发电。太阳下山后，电站可以继续利用融化的熔盐所储存的热量来发电，光热电站是为数不多的可以稳定供能的新能源电站。值得重视的是，该技术难度相对而言比较大，并且对材料的保温防腐要求很高。目前，很难大规模普及[4]。

2.4 其他储能

2.4.1 超导磁储能（SMES）

超导磁储能具有以下优点：

1）由于超导磁储能具有能量密度高的特征，因此，能够建成功率高、成体系、规模大的储能系统[5]；

2）相较于其他的储能设施，超导磁储能设施的结构相对而言比较简单，企业管理人员不需要思考旋转机械构件运行等问题，同时，在维护得当的前提下，其寿命期限相对较长；

3）系统响应速度较快，根据权威机构的分析，超导磁储能的响应速度，在1～100 μs 当中，这就导致调频调压难度低，响应速度快。与此同时，超导磁储能技术也具有一定的局限性：费用成本高，后期的维护工作也相对较多，在日常运行的过程中，容易给相关企业造成严重的经济负担。

2.4.2 超级电容器储能

目前，超级电容器储能已经成为了一种相对成熟的技术，该技术具有功率高、循环性能好、充放电快的特点，受到了各级企业与科研单位的广泛重视，但是，由于该技术初始投资巨大，很难在短时间带给投资方稳定的收益[6]。

3 储能对于光伏经济性的影响分析

3.1 某光伏项目基本情况

Xx 光伏发电项目坐落于我国S 市，属于高科技“农光互补”类项目，该项目由光伏投资企业和光伏电站两者共同进行建设。全部占地面积为120 亩，装机容量为220 MW，光伏平均利用小时数约1 283 h/y。项目配备了110 kV 升压站台，并且与附近的变电所相连，距离变电所比较近。在不考虑新能源容量10%的储能情况下，系统总体投资约4.05×10 kWh 元（组件价格暂按1.85 元/W 计列）[7]。

3.2 经济评价中的主要边界条件

1）资金筹措：根据我国现行的有关法律法规，目前，国内的电力项目投资资本金比例应该在20%以上（含20%），而该光伏项目在建设的过程中，投资本金比例应该按照30%上下进行考虑，原因如下：

2）贷款条件：该项目应该按照等额还本利息照付方式，逐渐偿还建设过程当中的长期贷款，期限在15年以上，该长期贷款利率为5%，而流动资金贷款的利率则为4.58%。

3）税率：该项目的建筑安装工程增值税税率为9%，购进设备增值税税率为13%，该项目向当地有关部门缴纳的税费内容，包括但不限于：增值税、企业所得税、以及地方教育附加税等等。在上述税率当中，教育费附加税取5%，城市维护建设税取5%，企业所得税取25%。

4）上网电价：该项目的上网电价约为0.375 5元/kWh（其中包含税）。

5）相关成本：就目前而言，该项目的发电成本主要包括下述三种：一是设备设施的折旧费、维护费等；二是职工的工资与各种福利制度（如五险一金，节日福利）；三是银行与民间借贷公司的贷款利息。

在该项目当中，项目的固定资产按照综合折旧率进行计算，如果设备设施经过20 年的使用，那么在20 年后，其残值为其原本价值的5%。设备设施的维修费和检查费，在设备的质保期内（3～5 年），该项目管理层可以按照其价值的0.2%来计算，如果超出了质保期，那么便要按照0.6%来计算。同时，企业为设备缴纳的保险费用，应该收0.25%。按照与其规模相近、运行方式相同的光伏电站经验，该电站应有20 人的员工团队，根据行业内部的基本情况，每一位员工的工资可以按照来进行估算，而其中的各类福利按照员工工资总数的百分之六十进行计算。而材料的费用则根据目前市场行情暂定为20 元/kW，而其他的费用，则可以规定为30 元/kW，支付给S 市政府部门的按照1.28 元/（m2·a）来进行计算，每一年要支付一次。该项目所采用的储能技术为磷酸铁锂电池的化学储能，故此，可以按照1.35 元/kW·h 来计算，储能的配置比例是10%。

3.3 有无储能经济性对比

根据2006 年修订而成的《建设项目经济评价方案与参数（第三版）》展开经济分析评价，并得出结论，在光伏电站运转的过程中，不考虑储能配置的时候，税后项目资本金内部收益率大概为10.2%；如果在计算的时候，充分地考虑到储能配置，那么项目资本金内部收益率大概为8.98%。由此不难看出，储能配置可以减少该项目的资金负担，从而切实提高该项目的经济收益。

4 结语

1）目前，储能已经成为了新能源项目开发项目获批的标准配置，因此，对于我国新能源产业链而言，应该积极跟随时代的潮流，对于储能的技术路线以及经济性进行全方位、多维度的分析和研究，使其能够保证中国特色社会主义建设的顺利进行；

2）为了满足我国特色社会主义建设的实际需求，不同形式的储能设施即将迎来全新的发展，特别是方便、快捷的化学储能，相关产业对其需求日趋迫切；

3）在新能源项目领域，储能的经济敏感性较强。通过降低储能比例与储能造价，能够切实提高项目的经济效益。故此，有关企业在对新能源项目进行投资的时候，不但要了解我国的相关政策，还要根据我国实际情况，进行市场判断，杜绝由于储能配置比例过大而导致的项目投资失败，同时，应该关注国内外的有关资料，对于储能设备的市场效应进行判断。与此同时，采用共享储能的方式，可以有效地减少新能源项目的投资比例，从根本上提升新能源的投资有效性。