仲雅娟 李興才

1.上海電力設(shè)計院有限公司

2.上海能源科技發(fā)展有限公司

0 引言

伴隨著我國碳達峰、碳中和目標的不斷推進，火力發(fā)電等傳統(tǒng)電力在我國電力供給市場所占份額呈逐年下降趨勢，新能源清潔發(fā)電技術(shù)將成為我國未來電力供應(yīng)市場的中堅力量［1］。近年來，隨著儲能電池技術(shù)的不斷發(fā)展，儲能電站在電力系統(tǒng)中承擔的負荷調(diào)節(jié)、配合新能源接入、彌補線損、功率補償、提高電能質(zhì)量、孤網(wǎng)運行、削峰填谷等作用逐漸顯現(xiàn)，因此，儲能技術(shù)未來在提升能源資源供應(yīng)保障能力和加快建設(shè)新能源供給消納體系等方面具有較廣泛的應(yīng)用。

1 電化學儲能電站概述

按照儲能的技術(shù)分類，可分為物理儲能和化學儲能兩種。目前一般應(yīng)用較多的是抽水蓄能、飛輪蓄能、熔融鹽儲熱、超導(dǎo)電磁蓄能以及電化學儲能、氫氣儲能等多種形式［2］。在上述儲能類型中，電化學儲能具有技術(shù)成熟，建設(shè)周期短，產(chǎn)品功率和容量可根據(jù)不同應(yīng)用需求靈活配置，充放電響應(yīng)速度快等優(yōu)點，因此在電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻中應(yīng)用廣泛。電化學儲能主要通過電池內(nèi)部不同材料間的可逆電化學反應(yīng)實現(xiàn)電能與化學能的相互轉(zhuǎn)化，通過電池完成能量儲存、釋放與管理，目前電化學儲能電站一般采用磷酸鐵鋰電池組。

2 電化學儲能電站建設(shè)投資分析

按照建設(shè)工程總投資劃分，儲能電站總投資一般由固定資產(chǎn)投資和流動資產(chǎn)投資組成。其中，固定資產(chǎn)投資又分為工程建設(shè)投資和建設(shè)期利息組成，各項費用組成見圖1所示。

圖1 儲能電站總投資組成

本文統(tǒng)計了四個典型分布式電化學儲能電站的建設(shè)投資相關(guān)數(shù)據(jù)（詳見表1）。

表1 典型分布式電化學儲能電站建設(shè)投資組成

對四個典型儲能項目各分項投資求平均值，可得到儲能項目建設(shè)總投資占比分布（見圖2）。由圖2 可知，組成儲能項目建設(shè)總投資的主要部分是儲能設(shè)備及安裝工程，占項目建設(shè)總投資的85.36%，其次是其他費用和建筑工程費，分別占項目建設(shè)總投資7.04%和4.71%。

圖2 儲能項目各部分占比

3 電化學儲能電站總成本費用組成

總成本費用包括折舊費、修理費、工資及福利費、保險費、材料費、用電費用、攤銷費、利息支出和其他費用等［3］。

1）折舊費。折舊費指根據(jù)電站固定資產(chǎn)原值，剔除不提折舊的固定資產(chǎn)因素，按照規(guī)定的殘值率和折舊方法計算提取的折舊費用。儲能電站折舊年限一般取20 年，殘值率取3%。我國允許的折舊方法主要有平均年限法、工作量法、雙倍余額遞減法和年數(shù)總和法，在儲能電站經(jīng)濟評價中，一般采用年限平均法計算折舊費，計算方法見式（1）。

2）職工工資、福利費及其他。職工一般指儲能電站現(xiàn)場集控運行人員，主要包括運行和維護人員、生產(chǎn)管理人員，職工工資標準參照不同區(qū)域的平均人工成本取定，福利費、勞保統(tǒng)籌和住房基金參考地方標準計列，一般可按年工資的60%計列。

3）修理費。修理費是指為保持固定資產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn)和使用，充分發(fā)揮使用效能，對其進行必要修理所發(fā)生的費用。儲能電站修理費每年取固定資產(chǎn)原值的0.6%。

4）材料費。材料費指對出現(xiàn)故障的電芯、電池模組、電池簇更換時產(chǎn)生的材料購買成本。

5）保險費。保險費是指項目運行期的固定資產(chǎn)保險，包含財產(chǎn)一切險和機器損壞險。儲能電站保險費取固定資產(chǎn)原值的0.25%。

6）其他費用。其他費用是指不包含在上述費用中的其他制造費用、其他管理費用和其他營業(yè)費用。

7）利息支出。利息支出為固定資產(chǎn)和流動資金等在運行期應(yīng)從成本中支付的借款利息，固定資產(chǎn)投資借款利息依各年還貸情況而不同。

8）用電費用。用電費用是儲能系統(tǒng)為整個項目的正常運轉(zhuǎn)或增值而消耗電量引起的成本費用，是構(gòu)成儲能電站經(jīng)營成本的最主要費用。用電費用包括充電電費和站用電電費，計算方式見式（3）～（5）所示。

9）維持運營投資。磷酸鐵鋰電池具有能量密度高、循環(huán)次數(shù)較多、電池成本較低、綜合性能較其他材料電池高等優(yōu)點，因此，儲能電站一般采用磷酸鐵鋰電池作為儲能單元。一般而言，當磷酸鐵鋰電池有效容量衰減到50%～60%時經(jīng)濟性將達到臨界點，應(yīng)及時進行電池更換，更換電池投資屬于固定資產(chǎn)投資，應(yīng)計提折舊費。

4 電化學儲能電站收益組成

電化學儲能電站主要的收益來源包括放電收益、其他收益和稅收優(yōu)惠，放電收益是電站收益的主要來源。

4.1 放電收益

儲能項目主要收益來源于電池充放電價差，對于實行分時電價的項目而言，峰谷電價差越大，項目收益越明顯。儲能電池放電收入計算模型見式（6）和式（7）。

1）衰減系數(shù)。由于磷酸鐵鋰電池活性鋰和負極材質(zhì)的損失［4］，導(dǎo)致電池容量在使用過程中發(fā)生衰減，據(jù)相關(guān)文獻研究，磷酸鐵鋰電池在80%放電深度的工況下，循環(huán)4 500 次仍能保持75%以上的容量［5］，因此，可推算磷酸鐵鋰儲能電池年衰減系數(shù)為2%～3%。

2）放電深度（DOD）。放電深度是指電池放電量與電池額定容量的百分比，目前磷酸鐵鋰電池放電深度一般可達80%～90%。

3）放電系統(tǒng)效率。放電系統(tǒng)效率與線路損耗、PCS 放電效率、電池效率等因素有關(guān)，其取值一般為80%～90%。

4.2 其他收益

儲能電站其他收益主要是政府補貼收入和共享儲能租賃收入。目前政府補貼政策各地均有所區(qū)別，大部分地區(qū)以有效響應(yīng)電量乘以補貼電價為依據(jù)進行儲能項目補貼，個別地方以一次性補貼的形式進行項目扶持，項目能否享受到相關(guān)的補貼和收益還應(yīng)根據(jù)項目所在地實際情況區(qū)別對待。共享儲能是由第三方投資建設(shè)，新能源場站租賃相應(yīng)的容量，儲能電站可以通過容量租賃費和參與輔助服務(wù)市場獲得收益，提升經(jīng)濟性。

4.3 稅收優(yōu)惠

電化學儲能電站稅收能否依據(jù)風電和光伏等新能源發(fā)電執(zhí)行，目前還存在較大的不確定性。根據(jù)財政部、稅務(wù)總局、國家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于延續(xù)西部大開發(fā)企業(yè)所得稅政策的公告》，自2021 年1 月1 日至2030 年12 月31 日，對設(shè)在西部地區(qū)的鼓勵類產(chǎn)業(yè)企業(yè)減按15%的稅率征收企業(yè)所得稅［6］，目前僅有陜西、甘肅、寧夏回族自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)等5 省區(qū)將電化學儲能項目納入產(chǎn)業(yè)目錄，因此儲能項目是否享受該政策應(yīng)以項目所在地發(fā)布的具體政策為準。

5 盈利能力分析

盈利能力分析是衡量一個項目在計算期的盈利能力和盈利水平。盈利能力指標一般包括項目投資回收期、內(nèi)部收益率、項目資本金凈利潤率和經(jīng)濟增加值等指標。

5.1 指標計算

2）內(nèi)部收益率（IRR）。內(nèi)部收益率是指使投資方案在計算期內(nèi)各年凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值累計等于零時的折現(xiàn)率。根據(jù)衡量角度的不同，內(nèi)部收益率又分為項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率和項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率。計算公式見式（9）。

式中，IRR——內(nèi)部收益率；

NPV1、NPV2——分別為折現(xiàn)率i1和i2對應(yīng)的凈現(xiàn)值。

3）項目資本金凈利潤率（ROE）。資本金凈利潤率表示項目資本金的盈利水平。資本金凈利潤率高于同行業(yè)的凈利潤率參考值或確定的基準資本金凈利潤率，表明用項目資本金凈利潤率表示的項目盈利能力滿足要求。計算公式見式（10）。

式中，NP——項目達到設(shè)計生產(chǎn)能力后正常年份的年凈利潤或運營期內(nèi)年平均凈利潤。

EC——項目資本金。

4）經(jīng)濟增加值（EVA）。EVA（Economic Value Added）意為“經(jīng)濟附加值”，又稱經(jīng)濟利潤、經(jīng)濟增加值，等于項目的稅后營業(yè)凈利潤減去債務(wù)和股權(quán)成本，是所有成本被扣除后的剩余收入［7］。其核心是資本投入是有成本的，項目的盈利只有高于其資本成本（包括股權(quán)成本和債務(wù)成本）時才會為股東創(chuàng)造價值。EVA 是一種全面評價項目經(jīng)營者有效使用資本為股東創(chuàng)造價值的能力，是體現(xiàn)最終經(jīng)營目標的經(jīng)營業(yè)績考核工具，也是項目價值管理體系的基礎(chǔ)和核心。計算公式見式（11）。

5.2 實例計算

1）盈利能力分析

根據(jù)相關(guān)資料，本文確定了上述四個典型儲能項目經(jīng)濟評價主要邊界條件，重點計算了項目投資回收期（稅后）、項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）、項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率、項目資本金凈利潤率和經(jīng)濟增加值5個盈利能力指標（見表2）。

表2 典型儲能項目各盈利能力指標

由表2 可知，電化學儲能項目投資回收期平均為9.29 年。項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）平均為6.72%，高于行業(yè)內(nèi)部基準收益率（5%）。項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率平均為10.11%，高于資本金基準收益率（8%）。項目資本金凈利潤率平均為20.14%，經(jīng)濟增加值平均為1 829.33 萬元，因此項目財務(wù)評價可行。

2）敏感性分析

儲能項目財務(wù)評價敏感性分析，是指考慮建設(shè)投資、放電量、儲能放電電價等不確定因素單獨變化時，對投資回收期、項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率、資本金財務(wù)內(nèi)部收益率、項目資本金凈利潤率等財務(wù)指標的影響。在其他因素不變的情況下，當建設(shè)投資、放電量、放電電價分別單獨發(fā)生變化時，項目投資內(nèi)部收益率（稅后）、項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率和項目資本金凈利潤率與放電量和放電電價保持同向變動，與建設(shè)投資保持反向變動。投資回收期與建設(shè)投資保持同向變動，與放電量和放電電價保持反向變動。在以上各盈利指標中，項目資本金凈利潤率和項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率對變動因素呈現(xiàn)較高敏感性，投資回收期對變動因素敏感性程度最低，其波動關(guān)系見圖3～圖5所示。

圖3 建設(shè)投資變化分析

圖4 放電量變化分析

圖5 儲能放電電價變化分析

6 結(jié)語

本文選取了四個典型的電化學儲能工程，對各電站建設(shè)投資進行分析，發(fā)現(xiàn)組成儲能電站靜態(tài)投資最主要部分是儲能設(shè)備及安裝工程。對儲能電站運營成本進行分析，確定了主要的總成本費用名目及其取值標準。從儲能放電量收益、其他收益和稅收優(yōu)惠等方面分析了儲能電站主要的收入來源及計算方式。計算了四個典型工程的投資回收期、項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率、資本金財務(wù)內(nèi)部收益率、項目資本金凈利潤率和EVA 等盈利指標，發(fā)現(xiàn)電化學儲能電站具有較好的財務(wù)可行性，在此基礎(chǔ)上，從建設(shè)投資、放電量和放電電價三個方面進行敏感性分析，確定了變化因素與盈利能力指標之間的波動關(guān)系。