王亞莉，葉 澤，戴雙鳳，魏 文，劉愛軍

(長沙理工大學 經(jīng)濟與管理學院，湖南 長沙 410114)*

一、引 言

近年來，我國各級政府部門持續(xù)出臺了多項儲能利好政策，大力支持儲能技術發(fā)展與應用。2022年6月，國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》(發(fā)改辦運行〔2022〕475號)，提出新型儲能可作為獨立儲能參與電力市場，鼓勵配建新型儲能與所屬電源聯(lián)合參與電力市場，標志著新型儲能參與電力市場交易已得到政策層面的支持。然而，在當前“雙碳”目標約束下，新型電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展需要新型電池儲能(簡稱儲能)的大規(guī)模應用作為支撐，從而該領域投資邊界值的確定對于相關投資主體判斷投資可行性、投資規(guī)模尤為重要。目前，環(huán)境、社會和治理(environmental,social,and governance,簡稱ESG)理念受到投資者與政府政策的高度關注，被廣泛用于投資分析及投資決策過程。這種理念也與我國綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展理念一脈相承。因此，將ESG理念融入儲能投資邊界值確定值得深入研究。

目前，國內(nèi)外有關儲能經(jīng)濟性的研究集中在儲能投資效益分析、儲能價值計量等方面，且計量模型大多是將收益最大化作為目標函數(shù)，考慮固定的儲能生產(chǎn)成本。電池儲能價值評估研究考慮的儲能效益不同，大多評估低儲高發(fā)套利、電網(wǎng)建設延期收益、線路損耗降低收益、減少備用容量成本以及政府補貼等效益，與此同時，不少學者對儲能參與電力市場開展了一系列研究，發(fā)現(xiàn)儲能可以通過參與市場方式獲得額外的收入。EI-Zonkoly、Chen和Song根據(jù)電網(wǎng)調峰需求，充分利用儲能削峰填谷功能等優(yōu)勢，在經(jīng)濟和技術層面論證了儲能參與調峰的可行性。謝志佳等綜合評價儲能參與調頻輔助服務的運行效益，為其投資應用提供了決策參考。有學者論證了儲能參與需求側響應市場的可行性，曹銳鑫等認為用戶側電化學儲能可以獲得削峰填谷收益和需量調節(jié)收益。目前研究成果較少分析儲能的外部性影響，忽略了其社會和生態(tài)方面的隱性價值，這會低估儲能價值。實際上，儲能外部性收益占年總收益比例比較大。

一些學者認為儲能對環(huán)境和社會有較大影響，評估其價值時應考慮社會和生態(tài)效益。韓曉娟等評估負荷側電池儲能系統(tǒng)經(jīng)濟價值考慮了環(huán)境效益。Oliveira等運用生命周期分析法對儲能系統(tǒng)的環(huán)境效益(包括氣候變化、有毒氣體、PM排放)進行了分析，得出鋰離子電池、鈉氯化鎳電池儲能具有最大的環(huán)境效益。黃碧斌等分析了電網(wǎng)側能源電力規(guī)劃應用場景儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟、安全和社會效益。雷琪等提出區(qū)域配電網(wǎng)分層儲能系統(tǒng)的效益包括削峰填谷效益、輔助服務效益、平抑光伏出力效益、環(huán)境效益和社會效益。但是對于儲能價值評估缺乏較為綜合全面的研究，徐國棟等建立了包含分時電價收益、棄風減小收益及環(huán)境收益的儲能綜合效益評估體系。孫偉卿等根據(jù)電池儲能電站在電力系統(tǒng)中的作用，將系統(tǒng)價值細分為直接價值(direct value,DV)和間接價值，并對儲能的多重價值進行評估。趙會茹等則認為儲能的經(jīng)濟性評估要考慮其綜合價值(integrated value,IV)，包括儲能自身價值和外部價值。在此基礎上，關于制定可靠的儲能投資決策、構建儲能投資經(jīng)濟模型和“峰谷”電價邊界值等方面的研究得到了廣泛關注。Zhang等提出平均定價市場機制的雙邊拍賣模型，旨在解決因分時電價與上網(wǎng)電價差異較大而造成的能源交易收益損失問題。王寶等將用戶側儲能成本與峰谷分時電價結合，構建了動態(tài)聯(lián)動模型，能夠合理評估儲能投資經(jīng)濟邊界值。

綜上所述，學術界對儲能經(jīng)濟性評估的研究主要是基于固定儲能生產(chǎn)成本和充放電效率，較少考慮儲能自然老化、充放電次數(shù)和深度等因素對儲能可用容量和充放電效率的影響，鮮有考慮儲能成本演變趨勢對儲能價值的影響和全面評估儲能綜合價值。實際上儲能可用容量和充放電效率會受儲能電池自然老化、充放電次數(shù)和深度等影響，不斷衰退，儲能成本隨技術發(fā)展而不斷降低。本文基于ESG理念，采用雙指數(shù)學習曲線函數(shù)，模擬儲能成本動態(tài)變化過程，根據(jù)動態(tài)全壽命周期成本(life cycle cost，LCC)和綜合價值，構建儲能經(jīng)濟性評估模型，設定儲能不同的工作容量和效率，采用改進遺傳算法對模型進行求解，構建儲能投資回收期、平準化成本和生產(chǎn)成本的投資邊界值模型，使其更加符合實際情況，為儲能投資決策提供更加可靠的依據(jù)。

二、新型電池儲能的綜合價值分析

儲能在新型電力系統(tǒng)中的功能多樣化，能夠在系統(tǒng)調峰、調頻、調節(jié)負荷、功率平衡、提供備用等多種場景發(fā)揮重要作用。根據(jù)儲能功能發(fā)揮的作用進行全面評估，才能實現(xiàn)其綜合價值最大化。

(一)儲能綜合價值概念

從ESG理念角度，儲能的綜合價值應包含儲能在電力產(chǎn)供銷各環(huán)節(jié)可實現(xiàn)價值的總和，既有直接價值也應體現(xiàn)間接價值。它應既有儲能對社會和生態(tài)的影響，又有社會和生態(tài)變化對儲能直接價值的影響。其中，間接價值包括社會價值(social value,SV)和生態(tài)價值(ecological value,EV)(如圖1)。在綜合價值的評估中，投資決策的依據(jù)不再是資金流的凈現(xiàn)值，而是資金、社會和生態(tài)流動的綜合現(xiàn)值。儲能投資商必須關注新型電池儲能的整體價值，而不僅僅是直接價值。

圖1 儲能綜合價值

儲能投資商要根據(jù)電力市場需求狀況，明確自身提供服務的能力，結合相關應用價格體系，提供有償服務，創(chuàng)造綜合價值，形成收入來源。能夠被量化的價值稱為直接價值，而不能直接被量化的價值為間接價值。很難用貨幣來量化的間接價值一般利用成本核算以及等效替代等手段進行衡量。比如社會價值無法用貨幣等價衡量，可以通過碳減排量來量化評估。若碳交易市場成熟的話，則可以用參與碳交易市場獲取的收入來衡量。

(二)儲能直接價值分析

儲能直接價值是指能夠直接由交易或者價格來反映的儲能收入，具體包括：一是峰谷價差套利收入。儲能參與電能量套利市場，高峰時發(fā)電低谷時用電，實現(xiàn)“低買高賣”直接獲得收益即電能量市場套利收入。二是參與電力輔助服務市場收入。儲能系統(tǒng)快速響應的特點，在電力系統(tǒng)中能夠滿足系統(tǒng)調峰、調頻、備用、電壓支撐以及黑啟動等多項需求，為電力系統(tǒng)提供輔助服務，直接獲得電力輔助服務收入。三是參與電力需求響應收入。儲能電站通過自控制系統(tǒng)，能夠在極短時間內(nèi)實現(xiàn)從電力用戶(充電)到發(fā)電商(放電)的切換，根據(jù)電價信號或激勵措施參與需求側響應獲得額外收入，如電費節(jié)約和政策補貼等。

(三)儲能間接價值分析

儲能間接價值是指不能直接由交易或者價格來反映的，需要間接估算的儲能收入。間接價值包括替代投資、減少棄風棄光、減少減排和燃料成本、減少系統(tǒng)停電損失電量等作用，進而帶來相應的收入或者成本的節(jié)約。還包括降低網(wǎng)損、提高用戶供電可靠性、節(jié)約容量電費等價值，這些價值難以量化。

一是社會價值。社會價值是衡量儲能給其他利益相關者造成的影響。首先，替代電網(wǎng)投資價值。當輸配電線路出現(xiàn)過載時，儲能作為輸配電線路擴建的替代，能夠延緩對輸配電線路的升級計劃，延長設備使用壽命，從而延緩了輸配電線路的投資，可以減少一部分輸配電設施投資。其次，替代系統(tǒng)機組裝機容量價值。當參與調峰、備用等時，儲能裝置取代火電機組裝機容量，或者作為新能源發(fā)電的備用容量，從而節(jié)省固定投資。再次，減少棄風棄光產(chǎn)生的價值。運用儲能減少發(fā)電側的棄風和棄光，在這期間會多存儲過剩電量在儲能系統(tǒng)中，可后續(xù)利用，增加系統(tǒng)出力穩(wěn)定性，由此獲得收入。最后，提升供電可靠性產(chǎn)生的價值。幫助發(fā)電廠黑啟動、輸配電支撐、保障獨立電網(wǎng)和微電網(wǎng)運行以及減少擁塞而提高線路傳輸容量、減少用戶停電損失等配置的儲能能夠提高電網(wǎng)的可靠性。安裝儲能可以有效地提升電力系統(tǒng)對故障的抵御能力，避免發(fā)生用電中斷帶來的嚴重后果，能夠獲得可靠性收入。二是生態(tài)價值。生態(tài)價值是衡量儲能對物理環(huán)境的影響。儲能系統(tǒng)的使用會對環(huán)境產(chǎn)生正效益，比如環(huán)境價值、節(jié)煤價值、脫碳價值等。

總之，儲能能夠靈活多樣地應用在發(fā)電、輔助服務(調度交易機構)、輸配電、新能源以及用戶領域，獲得多種收入，從而產(chǎn)生儲能價值疊加收益。激發(fā)多維度的價值創(chuàng)造能夠對儲能產(chǎn)生積極影響，應是儲能投資商決策的長期目標。因此，研究儲能綜合價值測算及經(jīng)濟性評估十分必要。

三、新型電池儲能經(jīng)濟性評估模型構建

動態(tài)LCC視角的儲能經(jīng)濟性評估模型主要包括綜合價值測算和成本測算模型，其中，綜合價值測算考慮儲能的直接和間接價值，而成本測算考慮不同壽命階段的電池成本隨儲能技術進步的動態(tài)變化。依據(jù)李湘旗等、韓良智的研究，采用投資邊界值方法對儲能投資的經(jīng)濟性進行評估，為儲能投資商明確儲能在各種應用場景中的成本收益水平和投資價值提供依據(jù)。

(一)儲能綜合價值測算模型

在新型電力系統(tǒng)中，儲能有多種功能，從而產(chǎn)生多重價值。其中，一部分價值可以直接量化，另一部分儲能價值難以通過貨幣量化。因此，儲能綜合價值測算主要考慮其目前在現(xiàn)行電價、電力輔助服務和電力需求側響應相關政策下的應用價值。

1.儲能直接價值。一是峰谷價差套利收入。儲能在低谷價格時段充電，在高峰或尖峰價格時段放電，根據(jù)電網(wǎng)峰谷差價進行套利。其計算公式為：

=(,-,)Δ

(1)

式(1)中，為峰谷價差套利收入；為儲能系統(tǒng)放電效率；,為放電功率；,為充電功率；為電網(wǎng)實時峰谷電價差。

二是調峰補償直接收入。按照國家《關于推動電儲能參與“三北”地區(qū)調峰輔助服務工作的通知》等政策規(guī)定，儲能電站聯(lián)合參與調峰或作為獨立主體參與調峰輔助服務市場交易，可以按照放電電量獲取輔助服務補償收入。其計算公式為：

(2)

式(2)中，為全年調峰補償收入；為第天的調峰電量；為合同電價；為一年內(nèi)調峰天數(shù)。

三是參與電力輔助服務市場收入。儲能處于備用狀態(tài)，通過參與電網(wǎng)調壓調頻等取得收入；或者在新能源和水電富集地區(qū)平抑波動，改善并網(wǎng)能力取得收入，其計算公式為：

(3)

式(3)中，為輔助服務市場收入；為儲能備用補償電價；為備用容量；為社會貼現(xiàn)率。

四是電力需求響應收入。當滿足一定條件的電力用戶的儲能設施參與電力需求響應后，電網(wǎng)會給予其一定補償。儲能由于參與需求響應而獲得補償收入的計算公式為：

=××

(4)

式(4)中，為電力需求響應收入；為年響應次數(shù)；為響應高峰負荷的單位獎勵金額；為需求響應的電量。

2.儲能社會價值。一是替代電網(wǎng)投資價值。儲能電站能夠在短時間內(nèi)為電網(wǎng)提供負荷支撐，減少電網(wǎng)因時段性缺點進行容量建設的投入。替代價值計量可以根據(jù)電網(wǎng)擴容所需投入變壓器、變電站及輸電線路等設備平均造價確定，其計算公式為：

=

(5)

式(5)中，為替代電網(wǎng)投資價值；為能源轉換效率；為電網(wǎng)設備單位容量造價；為儲能的額定功率。

二是替代系統(tǒng)機組裝機容量價值。該部分收入包括替代火電機組調峰、旋轉備用、新能源機組備用的裝機容量而減少的輸配電投資。用等效的儲能對火電機組裝機容量進行替代，其計算公式為：

=

(6)

式(6)中，為替代系統(tǒng)機組裝機容量價值；為系統(tǒng)機組單位容量造價；為儲能的額定功率。

三是提高供電可靠性價值。供電可靠性是難以直接量化的，實務中多采用缺電損失評價方法進行間接估算。根據(jù)孫偉卿等的方法，采用用戶的缺電損失衡量供電可靠性，其計算公式為：

=min {,}

(7)

式(7)中，為儲能提高供電可靠性價值；為用戶停電補償價格；為用戶停電時間內(nèi)可能的平均用電負荷；為儲能的額定功率；為停電時間。

3.儲能生態(tài)價值。一是環(huán)境價值。儲能輔助火電機組調峰，可降低火電機組調峰功率，進而減少燃料成本，相當于儲能額外獲得一部分收入。將儲能的等效減少火電機組排污成本的收入稱為環(huán)境價值。其計算公式為：

(8)

式(8)中，為環(huán)境價值；為污染物總數(shù)；為第種污染物排放密度；price,為第種污染物的單位排放費用。

二是節(jié)煤價值。實際上，儲能輔助火電機組調峰，可以降低火電機組的調峰功率，進而減少燃料成本。將儲能的等效減少火電機組燃料成本的收入稱為節(jié)煤價值。其計算公式為：

(9)

式(9)中，為節(jié)煤價值；為單位發(fā)電燃料量；為燃料單價。

(二)基于動態(tài)全壽命周期成本的儲能成本測算模型

目前，發(fā)展規(guī)模(市場需求)和研發(fā)投入(技術成本)是影響儲能生產(chǎn)成本的兩個關鍵因素，因此，構建雙因素學習曲線，得到儲能生產(chǎn)成本演變模型。其計算公式為：

(10)

式(10)中，(,)、(,)分別為儲能初始單位成本和第年單位成本；、分別為初始和第年累計生產(chǎn)規(guī)模；、分別為初始和第年累計研發(fā)投入；、分別為累計產(chǎn)量和研發(fā)投入彈性系數(shù)。根據(jù)秦云甫研究的相關參數(shù)，儲能的成本變化函數(shù)可表示為：

(11)

進一步將儲能全壽命周期分為建設期、試運營期、穩(wěn)定期和衰退期4個階段，而每階段成本由投資成本、運維成本、更換成本、故障成本和報廢成本構成，則第階段的儲能計算公式為：

=(+++)+(+)+

[(+)]+-[1-

(12)

式(12)中，為電池儲能電站全壽命周期成本；為電池儲能電站所處壽命周期階段；為建筑工程費用；為設備購置成本；為安裝工程費；為其他費用；為能耗費；為人工費；為日常設備的維護費用；為計劃檢修費用；為每次更換電池的年均成本下降比率；為更換次數(shù)；為單位容量的更換成本；為儲能額定容量；為充放電效率；為儲能平均每次發(fā)生故障單位時間修復成本；為發(fā)生故障的次數(shù)；為儲能平均修復時間;為平均每次故障單位時間的懲罰成本；為故障持續(xù)時間；為報廢處理費用；為初始價值；為在第年末的剩余價值;為全壽命周期。

(三)儲能投資邊界值模型

儲能投資邊界值是指儲能投資商將投資資金全部回收時所有考慮因素的臨界值。常見考慮因素主要有投資回收期、平準化成本(levelized cost of energy，LCOE)和電池生產(chǎn)成本。采用貼現(xiàn)現(xiàn)金流分析方法，分別從投資回收期邊界、邊界和生產(chǎn)成本邊界三方面指標分析儲能投資的經(jīng)濟性。

1.投資回收期邊界值模型。儲能投資回收期邊界值是指將儲能的所有投資全部收回的時間期限的臨界值。一般來說，儲能投資回收期越長，其投資風險也就越高。其模型可表示為：

(13)

式(13)中，為儲能第年收入；為儲能第年投入成本；為儲能投資回收期邊界年限。儲能收入可用與當年電力生產(chǎn)量乘積后的貼現(xiàn)值之和來表示，則式(13)可進一步表示為：

(14)

2.邊界值模型。目前，常用指標衡量儲能成本，可用于不同發(fā)電技術的經(jīng)濟性評估。是將儲能在其生命周期內(nèi)發(fā)生的所有成本折現(xiàn)，再除以其生命周期內(nèi)累計放電量。儲能邊界值是指在全壽命周期內(nèi)，收回儲能投資資金所需的。假設儲能的使用壽命為10年，根據(jù)式(13)可得：

(15)

3.生產(chǎn)成本邊界值模型。儲能生產(chǎn)成本邊界值是指在全壽命周期內(nèi)，根據(jù)當前值收回投資資金所能接受的最高生產(chǎn)成本值。此處為簡化運行，假設儲能使用壽命為10年，當前值約為0.7元/(kW·h)，每年運行維護等成本相等，則根據(jù)式(13)可得：

(++)]

(16)

式(16)中，為儲能生產(chǎn)成本邊界值。

由于具有較好的全局搜索和快速收斂能力，改進遺傳算法被廣泛應用于經(jīng)濟模型求解中。以上三種模型求解采用改進遺傳算法。

四、新型電池儲能經(jīng)濟性評估的實例測算

(一)實例測算的基本參數(shù)

以江蘇某儲能電站為例，采用兩充兩放方式，一年充放電270天，調峰輔助服務基本補償標準為2元/MW，深度調峰140天，深度調峰補償價格為0.5元/(kW·h)。輔助服務240天，輔助服務補償標準約為0.5元/(kW·h)。儲能執(zhí)行電力需求響應補貼12元/kW/次，每天執(zhí)行1次電力需求響應。全壽命周期中建設期、試運營期、穩(wěn)定期和衰退期分別為1年、1年、6年和2年。儲能電池運行的基本參數(shù)見表1。

表1 儲能電池基本參數(shù)

根據(jù)江蘇省最新銷售電價表，大工業(yè)和普通工業(yè)的削峰填谷時段分時電價水平見表2?；痣姍C組的粉塵和SO的排量均為0.5 kg/(MW·h)，NO、CO、CO的排量分別為0.75 kg/(MW·h)、0.3 kg/(MW·h)和0.05 kg/(MW·h)。其相應的粉塵、SO、NO、CO、CO排量的成本分別為2.92元/kg、6.24元/kg、8.03元/kg、0.03元/kg 和1.01元/kg。由于替代價值與可靠性價值難以衡量，實例主要測算目前影響儲能經(jīng)濟性較大的價值。

表2 分時電價的時段與價格情況

(二)儲能經(jīng)濟性分析結果

實例測算采用改進遺傳算法進行模型求解，考慮儲能自然老化、充放電次數(shù)和深度等因素對儲能可用容量和充放電效率的影響，從動態(tài)LCC和綜合價值角度分別計算儲能生產(chǎn)成本變化影響、投資回收期邊界值、邊界值和生產(chǎn)成本邊界值，分析儲能的經(jīng)濟性。

1.儲能成本影響分析。儲能固定成本模型中考慮的儲能成本是不變的，即初始成本固定，后期每年只需運營成本，且充放電效率和容量保持不變，為額定值。固定成本參數(shù)初始投資成本為7048萬元，年運營成本為85萬元。為了定量分析儲能成本對儲能經(jīng)濟性評估模型和邊界值的影響，通過與固定成本模型進行對比分析可得儲能成本變化趨勢(見圖2)。隨著儲能技術發(fā)展，儲能成本將逐漸降低，至2030年，儲能成本將降至3000元/kW左右。

圖2 儲能成本變化趨勢

儲能充放電效率與儲能盈利邊界值為負相關關系(見圖3)，即效率每增加5%，邊界值降低約0.05元/(kW·h)，這說明在儲能投資決策時，需充分考慮儲能充放電效率的影響。固定成本模型下儲能的削峰填谷、需求響應和輔助服務收入分別為772.22萬元、432萬元和504萬元，而LCC模型下儲能的削峰填谷、需求響應和輔助服務收入分別為752.22萬元、422萬元和490萬元。根據(jù)兩種模型下儲能各項年收入對比結果可知，基于LCC的經(jīng)濟性評估模型，年收益更低，這是因為在建設期、衰退期的充放電效率和利用率明顯下降，與圖3的結論對應。

圖3 儲能充放電效率與LCOE邊界值的關系

考慮儲能成本變化趨勢，固定成本和LCC模型下儲能邊界值隨著儲能成本的降低而降低(見圖4)。由于LCC模型考慮了電池儲能自然老化等因素，儲能邊界值大于固定成本模型的儲能邊界值。相比固定成本模型，儲能在LCC模型下更容易回收全部投資資金。

圖4 不同成本模型下儲能LCOE邊界值

2.儲能投資邊界值分析。在儲能成本影響分析中，上文重點研究了儲能成本對經(jīng)濟性評估模型和邊界值的影響。儲能經(jīng)濟性還受儲能充放電功率和儲能初始成本影響。因此，為提高可信度，主要用基于LCC經(jīng)濟性評估模型分析儲能投資邊界值。

(1)投資回收期邊界值分析。投資回收期由初試投資及項目運營期凈現(xiàn)金流量決定，在項目投資確定的情況下，運營期凈收入越大項目成本回收時間越短。假設儲能初始成本為6000元/kW，=0.7元/(kW·h)，儲能投資回收期邊界值為10.86年，說明在全壽命期內(nèi)收回投資成本較困難。從圖5的結果可知，隨著儲能成本降低，投資回收期邊界值不斷縮短。2024年儲能成本降低至4900元/kW時，回收期邊界值約為9.25年，儲能投資商能在壽命期內(nèi)基本收回投資成本。而六年后當儲能成本降至2900元/kW時，投資回收期縮短至4.8年。在項目壽命周期內(nèi)，回收全部投資后，項目剩余壽命越長，儲能創(chuàng)造的凈收益就越大。

圖5 儲能投資回收期邊界值

(2)邊界值分析。假設儲能壽命為10年，則邊界值與儲能成本變化趨勢關系如圖6所示。從分析結果看， 2022年儲能邊界值為0.8元/(kW·h)。在深圳市現(xiàn)行電價的峰谷價差為0.688元/(kW·h)情況下，儲能是不具備盈利能力的。在居民用戶電價的最大峰谷價差達0.8154元/(kW·h)，35千伏工業(yè)用戶峰谷價差最大可達0.89元/(kW·h)的江蘇，儲能具有盈利的可能。北京1-10千伏工商業(yè)用戶峰谷價差最大可達1.14元/(kW·h)，儲能的盈利概率很大。隨著生產(chǎn)成本不斷降低，邊界值不斷降低，儲能的盈利能力將得到改善。2021年7月26日，國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布文件《關于進一步完善分時電價機制的通知》(發(fā)改價格〔2021〕1093號)，要求將峰谷電價價差提高到4倍，這將進一步擴大儲能套利收益，提高投資可行性。

圖6 儲能LCOE邊界值

(3)生產(chǎn)成本邊界值分析。隨著國家發(fā)展和改革委員會不斷制定和發(fā)布的峰谷電價價差政策，對儲能生產(chǎn)成本邊界值隨邊界值變化進行研究。假設儲能壽命為10年，若=0.7元/(kW·h)，此時成本邊界值為4900元/kW。儲能生產(chǎn)成本邊界值和邊界值的關系如圖7所示。根據(jù)圖7可知，儲能成本邊界值與值成正比例關系，與圖6相對應。2020年江蘇、浙江、湖北和山東省等陸續(xù)調整了輸配電價和銷售電價水平，主要是對峰谷價差水平和時段進行調整，并拉大工商業(yè)及其他用戶峰谷價差，為儲能提供套利空間。根據(jù)電價新規(guī)，江蘇、湖北、浙江、山東省工商業(yè)及其他用戶(35千伏及以上)高峰低谷電價差分別將達0.7486元/(kW·h)、0.6116元/(kW·h)、0.568元/(kW·h)和0.503元/(kW·h)以上。從這些省份的價差可知儲能僅依靠“削峰填谷”賺取峰谷差價收益而實現(xiàn)盈利，需要將儲能成本降至3500元/(kW·h)以下。結合圖2儲能生產(chǎn)成本預測，2028年儲能收入可以滿足投資需求。未來充分發(fā)揮儲能的功能價值，不斷增加儲能獲取收益渠道，可以實現(xiàn)儲能綜合價值最大化，進一步提高儲能未來的經(jīng)濟性。

LCOE/[元/(kW·h)]

五、研究結論

基于ESG理念，根據(jù)儲能生產(chǎn)成本隨技術發(fā)展不斷降低，利用雙指數(shù)學習曲線函數(shù)模擬成本動態(tài)變化過程，構建基于LCC和綜合價值的儲能經(jīng)濟性評估模型，通過改進遺傳算法對模型求解。通過實例測算，可得出以下結論：

第一，相比固定成本模型，構建的儲能全壽命周期經(jīng)濟性評估模型，考慮了儲能成本動態(tài)變化趨勢，其投資回收期和邊界值均有所增加?？紤]到儲能在不同壽命階段的充放電效率和可用容量均有所下降，測算結果與實際情況相符，提高了儲能投資決策可靠性。第二，根據(jù)儲能電池實際生產(chǎn)成本數(shù)據(jù)，利用雙指數(shù)學習曲線函數(shù)構建成本變化模型，能有效預測未來儲能成本變化趨勢，進一步完善了儲能全壽命周期經(jīng)濟性評估模型，為儲能投資商制定投資決策提供可靠依據(jù)。第三，基于ESG理念的儲能經(jīng)濟性評估模型中考慮了儲能綜合價值，能全面評估儲能的多重價值，準確評估其經(jīng)濟性。當前儲能投資僅靠“削峰填谷”獲得峰谷差價收入難以在全壽命周期內(nèi)回收成本。隨著儲能成本的降低、峰谷價差的拉大和儲能應用場景的增加，儲能的綜合價值能夠明顯提高，其投資回收期能有效縮短。2030年，當儲能成本降低至2900元/kW時，投資回收期縮短至4.8年，儲能凈收益增加，僅需0.42元/(kW·h)，此時儲能的盈利空間較大，具備較大投資價值。

啟示：首先，政府部門和投資商在進行儲能綜合價值測算及經(jīng)濟性分析時，應根據(jù)儲能實際生產(chǎn)和應用場景及時調整投資策略，合理制訂投資方案。其次，應充分考慮儲能電池的充放電次數(shù)、深度和自然老化等因素對儲能電池可用容量和充放電效率的影響，更準確預估儲能電池實際可用容量，對儲能電池進行及時更換和維修。再次，要結合儲能技術進步影響，更加準確預測儲能的未來成本趨勢，尤其是生產(chǎn)成本和配套設施成本的變化，準確分析儲能成本動態(tài)變化對投資決策的影響。最后，儲能投資應根據(jù)當前政府政策、市場行情及發(fā)展前景制訂投資計劃，充分利用儲能“閑時復用”特性，提高其利用率，發(fā)揮儲能的各項功能，逐步擴大多應用場景的收入，縮短投資回收期，提高其盈利性。