(2)全生命周期成本
对于实际的储能项目投资,全生命周期成本更加具有现实意义。全生命周期包含所有固定及可变运维、退役部件更换、拆除回收及初始投资成本(Ccap)。全生命周期成本可通过平准化方式表示,如元/年或元/千瓦时等。
对比四类电动汽车储能LCOS可见,固定电池储能虽然初期成本较低,且可能较早进入峰谷差平价(低电池成本情景),但后期成本下降速度较慢,若单纯依赖储能行业市场需求,其成本下降速度不足以使其平均平准化成本在2030年前实现峰谷价差平价。
对于V2G,除常规成本因素外,电动汽车用户的参与意愿同样影响到其实际应用。不同于固定电池储能,V2G车型动力电池涵盖交通运输和电力系统储能两层应用,其综合经济性和市场接受度受两方面因素共同影响。本研究假设动力电池优先服务于交通出行,当其单次充电续航里程和全生命周期续航里程同时能够满足交通出行需要时,其电力系统储能应用价值开始体现。2017年国内新售电动汽车单次充电续航里程普遍达到300公里以上,基本可满足用户日均出行需求;以电池容量30千瓦时、充放电循环寿命1000次、车辆能效0.15千瓦时/公里计算,可累计支持电动乘用车续航约20万公里。考虑到技术进步驱动电池容量及循环寿命等参数提升的效果,预计到2025年新售电动汽车动力电池可普遍达到30万公里的累计续航能力,届时V2G将开始得到实际应用,其LCOS在0.33-1.09元之间,平均成本降速下LCOS为0.57元,低于典型地区峰谷价差水平。
电池更换成本下降轨迹与V2G十分相似,主要差异在于因集中安装功率转换装置而降低的投资成本,该储能模式的峰谷差平价时间也因此在四种模式中出现最早(约2022年)。
退役电池储能成本需要基于动力电池初始购置成本测算。因缺乏历史数据,本文退役电池储能平准化成本预测的起始时间为2021年,其成本下降轨迹呈现先快速下降,后明显趋缓的态势,反映出其初期购置退役电池成本低的优势和后期梯次利用成本降速偏慢的特点。从LCOS看,退役电池储能的峰谷差平价时间为2025年,此后成本下降速度相当有限。
三、电动汽车储能价值
在电力市场中,电动汽车用户、充电运营商或充电负荷集成商是电动汽车储能服务的提供方,其产生的成本可通过降低容量电费、电量电费等方式获得补偿。各类发电商、电网公司分别通过降低燃料/减少弃风和减少输配电设施投资获得价值。
充电价格是分配储能价值在各利益相关方分布最为直接的方式,固定不变的充电价格显然难以吸引电动汽车用户通过响应电价参与储能服务,不但抑制了储能价值的生成,更阻碍了价值在不同利益相关方间的流动。为充分发掘电动汽车的储能价值,国外部分地区已开始探索充电价格政策创新。
四、政策建议
电动汽车具有可观储能潜力和经济性,应尽早通过政策布局予以合理引导。本报告因此提出以下政策及商业模式建议。
1.降低电动汽车充电服务市场门槛
虽然电动汽车具有极大储能应用潜力,但其储能应用价值需要通过合理的市场机制予以挖掘。电动汽车储能具有单位规模小、用户分散、接入点环境复杂等特点,大量电动汽车用户分散纳入系统运行难度大。特别对于私家电动汽车用户,目前仍面临住宅、办公地点停车场地有限、充电设施安装难的问题,需要通过机制与模式创新予以解决。因此,建议放开住宅及办公地点充电市场,允许公共充电服务公司通过集中建设、集中运行的方式为私家电动汽车用户提供充电服务,从而为未来电动汽车充电行为集中引导奠定基础。
2.创新电动汽车充电价格机制
现行电动汽车价格由充电电价与充电服务费构成,分别反映充电电量及充电基础设施投资成本。然而,与传统的用电负荷不同,电动汽车具有较强的灵活调度能力,当前电动汽车充电电价往往直接采用固定电价,无法形成对充电行为的有效引导。适度扩大电价峰谷差及提升电价波动频次有助于激励电动汽车用户参与充电负荷调节。因此,应鼓励对私人充电桩执行峰谷分时电价,逐步放开公共充电桩目录电价管理,鼓励有条件的地方基于当地负荷及新能源发电特性,引入灵活的分时充电价格机制。对于V2G及退役电池储能等具有放电能力的并网方式,建议参考用户侧峰谷电价制定放电价格,或将电动汽车V2G及退役电池储能纳入分布式发电资源管理,鼓励电动汽车放电参与电力就近交易。除提高电力系统灵活性外,充电服务还包含一系列商业推广及大数据价值,现行基于充电设施建设成本的价格机制难以充分激励社会资本投入充电设施投资运营。因此应首先理顺电动汽车充电价格机制,有序放开电价与服务费政府管制,允许充电服务商与分散电动汽车用户签订灵活的充电服务价格套餐。此外,应鼓励充电服务商参与直购电和现货市场交易,消除上游波动性可再生能源电力与下游电动汽车灵活负荷之间互动的价格障碍。
3.以绿证/碳积分激励有序充放电
单纯追求车辆数规模无法真正促进电动汽车对可再生能源的有效消纳,为激励电动汽车用户参与电力系统调峰服务,充分体现电动汽车利用可再生能源的全生命周期环境价值,同时在电动汽车补贴退坡后保障电动汽车综合经济性,建议将绿色证书/碳积分奖励纳入电动汽车电力消费环节,对参与电力需求响应及储能服务的充放电行为,按照单位千瓦时“转移”电量,给予绿色证书或碳积分。对于未参加绿色证书或碳积分交易的有序充放电量,建议减免征收可再生能源电价附加。
4.开展电动汽车储能运营综合试点
电动汽车储能需要交通、能源、建筑等多部门技术与机制创新,应首先通过开展综合试点予以验证。因此建议结合新能源示范城市、电动汽车示范运营区、电力现货市场交易、分布式能源市场交易等项目,协调发改、能源、工信、住建等政府职能部门,引入集中充电设施建设与运行模式,放开充电政府定价,探索适应我国国情的电动汽车储能商业运营模式。
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