儲能知識丨關于儲能系統的一些指標要素與算法知識

芷蕾水電 2024-03-14 23:55:35

電化學儲能電站看起來就是幾個預制艙組成的,但是你真的了解它嗎?它是由哪些部分組成的?設備造價以及投資又是多少?單價怎麽算?

01.儲能電站中的“W”和“Wh”

這是一座100MW/200MWh的電化學儲能電站,總造價約爲4個億。

首先一個問題,爲什麽儲能電站的單位中既有“W”又有“Wh”?不像光伏、風電那樣只有一個單位呢?100MW/200MWh又是什麽關系?

其實“W”是代表功率,100MW對應的就是圖中紅框框裏的PCS升壓艙,“Wh”代表的是電能,200WMh代表的就是綠框框裏的電池艙。

100MW/200MWh就是指200MWh的電能通過功率爲100MW的儲能變流器PCS,將直流電轉換爲交流電,把全部的電放完需要2個小時,行話叫做0.5C。如果放電4小時就是0.25C,放電1小時就是1C。這就是常規的“低壓儲能+升壓”方案。

在計算儲能項目單價的時候,通常只需要用總造價除以電池容量,即單位“MWh”前顯示的數字就可以了。換算的過程中,需要注意單位的統一,通常是轉換成“元/Wh”進行計算。

比如此項目的第一中標候選人報的單價=125442000元÷80000000W

≈1.568(元/Wh)

02.儲能系統的六大件

那麽,在儲能系統中,六大件又是指哪些呢?

國內電化學儲能産業鏈上遊爲原材料,中遊爲核心部件制造及系統集成商,下遊是系統運營與應用。其中,中遊儲能系統的核心部件制造主要分爲電池和系統兩部分,細分之下一般包括電池組、電池管理系統(BMS)、儲能變流器(PCS)、能量管理系統(EMS)四大部分。

電池環節

電池系統是儲能系統的核心,決定了儲能系統的存儲容量。

大儲電池也是由單個電芯組成,規模化從技術方面並沒有太多降本空間,因此儲能項目規模越大,電池占比越高。

全球來看,2021年甯德時代以接近25%的市場份額排名第一,其次分別爲比亞迪、韓國三星SDI、韓國LGES,以上四家企業儲能锂離子電池出貨量合計份額接近70%。中國來看,甯德龍頭優勢明顯,頭部廠商包括比亞迪、億緯锂能、鵬輝能源、國軒高科、派能科技、海基新能源、普利特等。

2021年中國企業全球儲能電池出貨情況:

資料來源:CNESA

EMS(能量管理系統)環節

EMS(能量管理系統)擔任儲能系統中的決策角色,是儲能系統的決策中樞。

儲能系統通過EMS參與電網調度、虛擬電廠調度、“源網荷儲”互動等。

現有EMS玩家以國網系爲主,國內儲能EMS相關公司約有16余家,其中上市公司主要爲國網系公司。

主要包括派能科技、國電南瑞、國晟豐源電力科技、中天科技、中恒電氣、許繼電氣、平高電氣、陽光電源和長園集團等。

南瑞定位保護控制,是國網的電力電子研發生産基地;中天科技也是電網長期穩定的電纜供應商;許繼集團是開關等電器産品供應商。

未來EMS核心競爭力看軟件開發能力和能量優化策略設計能力。

PCS (儲能變流器)環節

變流器(PCS)是儲能電站中關鍵的一環,控制蓄電池的充放電,並進行交直流轉換,在無電網情況下直接爲交流負荷供電。

PCS環節關注三大核心競爭力:叠代降本能力、品牌力&可融資性、渠道能力。目前我國儲能變流器市場仍處于提質降本、規模化發展的初期階段,市場格局仍未定,後進者競爭激烈。

儲能變流器與光伏變流器技術同源,龍頭廠商高度重合。

據CNESA,全球市場頭部供應商依次爲:陽光電源、科華數據、比亞迪、古瑞瓦特、上能電氣、盛弘股份、南瑞繼保、彙川技術、索英電氣和科士達。

2021 年中國新增投運的新型儲能項目中,裝機規模排名前十位的儲能PCS 提供商依次爲:上能電氣、科華數據、索英電氣、南瑞繼保、陽光電源、盛弘股份、華自科技、智光儲能、彙川技術和許繼電氣。

BMS (電池管理系統)環節

電池管理系統(BMS)作爲關鍵監控系統,是儲能電池系統的重要組成部分,2025年儲能BMS市場規模接近200億。

儲能BMS比汽車動力電池的BMS更複雜,要求更高。

目前BMS制造産商主要包括車廠、電池廠與專業BMS制造商。與動力電池的BMS主要由終端車廠主導不同,儲能電池的終端用戶沒有加入BMS研發與制造的需求;目前儲能BMS沒有形成領導者。當前行業技術成熟度較低、缺乏行業標准、競爭格局分散,未來儲能電池BMS大概率延續動力電池BMS市場格局。

儲能BMS主要參與方與市場格局:

車廠:通用、特斯拉、比亞迪、華霆動力等;

電池廠:三星、甯德時代、欣旺達、德賽電池、拓邦股份、北京普萊德等;

專業BMS制造商:億能電子、杭州高特電子、協能科技、科工電子等。

儲能溫控和消防環節

大型儲能是儲能溫控主賽道。

大型儲能具有容量大、運行環境複雜等特點,對溫控系統要求更高,有望提升液冷比重。目前國內如比亞迪、甯德時代、陽光電源等主流集成商都已經推出液冷解決方案。

短期來看,儲能溫控還處于起步階段,産品定制化需求較強。長期看,擁有行業先發優勢的頭部企業有望率先受益。該環節主要參與廠商包括同飛股份、申菱環境、英維克、松芝股份和高瀾股份等。

儲能消防約占儲能系統成本的3%左右,有望隨著儲能市場需求的興起,其價值量增長有望超過市場的增長。儲能消防企業主要包括青鳥消防和國安達等。

EPC 集成環節

國內系統集成商玩家衆多,兼具集成能力、運維服務、當地渠道和品牌力的企業具有先發優勢。

集成商環節具有産業鏈整合趨勢,同時,國內儲能集成商與海外集成商存在競合關系,也爲部分海外集成商提供代工服務,集成商也是國內企業參與美國儲能市場的重要入口。

EPC市場向上依賴性強,EPC模式目前是工程建設的主要模式。國內儲能系統出貨頭部廠商包括海博思創、電工時代、新源智儲、陽光電源、科華數據、億緯等。

03.設備投資造價的計算方法

根據高工锂電數據,一套完整的電化學儲能系統中,電池組成本占比最高達 67%,其次爲儲能變流器PCS占比10%,電池管理系統BMS和能量管理系統EMS分別占比 9%和 2%。可見,電池組成本目前仍是電化學儲能系統的主要成本,也是未來産業鏈技術叠代和降成本的主要環節。

從目前3月份儲能項目中標情況來看,磷酸鐵锂儲能系統采購的均價爲1.24元/Wh,相比2月下降了0.2元/Wh,觸及行業新低。儲能EPC均價1.8元/Wh左右,目前市場價格相對穩定。

在計算一座100MW/200MWh的儲能電站的投資成本時,可以大體分成電池艙和升壓艙兩個部分來計算:

電池艙體一般采用40尺的集裝箱,內部放置電池和BMS,同時再配置溫控系統和消防系統,因此我們按照1.3元/Wh計算,200MWh就是2.6個億;其余部分算在升壓艙,按照0.6元/W來計算,100MW就是6000萬,那麽這個100MW/200MW的儲能電站的設備總成本就是3.2億左右。

EPC造價就是:

1.8元Wh*200MWh=3.6億,

總投資可按4個億來估算。

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芷蕾水電

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