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储能的全生命周期成本即平准化度电成本的计算方法及python实践
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1. 平准化度电成本（LCOE）是一种衡量电力项目经济性的指标
LCOE（Levelized Cost of Energy,）的概念最早由美国国家可再生能源实验室（NREL）在1995年提出，它是通过将一个项目生命周期内的所有成本和发电量进行平准化处理后得到的单位电力成本。计算公式为：平准化度电成本 =（初期投资 - 生命周期内因折旧导致的税费减免的现值 + 生命周期内因项目运营导致的成本的现值 - 固定资产残值的现值）/（生命周期内发电量的现值）。 LCOE的计算涉及多个因素，包括初期投资成本、运营和维护成本、资本成本、发电效率、项目寿命等。这些因素共同决定了一个电力项目的经济效益。LCOE的核心作用在于提供了一个标准化的比较工具，使得不同类型和规模的电力项目可以在同等条件下进行经济性比较。这对于投资者、政策制定者和消费者来说都是一个重要的决策依据。 在实际应用中，LCOE可以帮助评估不同能源技术的经济效益，比如传统化石燃料发电与新兴的可再生能源发电之间的成本对比。此外，LCOE还可以用来分析电力定价体系的合理性，以及在电力体制改革和促进电力行业高质量发展中的作用。 总的来说，LCOE是一个综合性的经济指标，它不仅反映了电力生产的成本，还考虑了时间价值和风险因素，是评价和比较不同电力项目经济性的重要工具。 2. 储能的全生命周期成本即平准化储能成本（LCOS）美国国家再生能源实验室（NREL）关于LCOS的说明指出，LCOS，即平准化储能成本（Levelized Cost of Storage），是用于评估储能技术全生命周期成本的一个重要经济指标。它类似于用于电力项目的LCOE（平准化电力成本）。LCOS的核心在于评估一项储能技术在其整个生命周期内的经济效益。这个指标将储能系统的初始投资成本、运营和维护成本以及系统的使用寿命等分摊到每单位能量上，从而得到每单位能量的平均成本。 LCOS计算公式： L C O S = ( 1 η − 1 ) P c ∑ t = 1 T n c ( t ) ( 1 + r ) t + ∑ t = 1 T O & M ( t ) ( 1 + r ) t + ( C E η + C P d ) ∑ t = 1 T n c ( t ) ( 1 + r ) t LCOS=\frac{(\frac{1}{\eta }-1)P_c\sum_{t=1}^{T}\frac{n_c(t)}{(1+r)^t}+\sum_{t=1}^{T}\frac{O\&M(t)}{(1+r)^t}+(\frac{C_E}{\eta}+\frac{C_P}{d})}{\sum_{t=1}^{T}\frac{n_c(t)}{(1+r)^t} } LCOS=∑t=1T(1+r)tnc(t)(η1−1)Pc∑t=1T(1+r)tnc(t)+∑t=1T(1+r)tO&M(t)+(ηCE+dCP) 这个公式是LCOS的一个计算形式，其中包含了多个因素，用于评估储能系统的成本。让我们逐步解释这个公式中的各个部分： L C O S LCOS LCOS: 平准化度电成本（Levelized Cost of Electricity） η \eta η: 储能系统的效率 P c P_c Pc: 储能系统的额定功率 T T T: 项目的寿命周期（通常以年为单位） n c ( t ) n_c(t) nc(t): 第 t t t 年中循环的次数 r r r: 折现率（通常以年为单位） O & M ( t ) O\&M(t) O&M(t): 第 t t t 年的运营和维护成本， 是随时间间隔 𝑡 的固定和可变运维成本的组合，单位为 $/kWh（包括任何系统部件的周期性更换） C E C_E CE: 储能系统的能量存储成本 C P C_P CP: 储能系统的功率存储成本 d d d: 储能系统的使用寿命
这个公式的含义是，LCOS等于储能系统的总成本除以其预期的总发电量，其中包括了建设、运营和维护、能量存储成本以及功率存储成本等因素的折现值。 需要注意的是，这个公式是一种通用形式，实际应用时可能会根据具体情况进行调整和修改，以考虑特定项目的各种因素和要求。 3. python实践 def ELCOS(eta, Pc, T, nc, r, OandM, CE, CP, d): nc = {t: nc for t in range(1, T+1)} # Number of cycles per year OandM = {t: OandM for t in range(1, T+1)} # O&M costs per year numerator = ((1/eta - 1) * Pc * sum([nc[t] / (1+r)**t for t in range(1, T+1)]) + sum([OandM[t] / (1+r)**t for t in range(1, T+1)]) + (CE / eta + CP / d)) denominator = sum([nc[t] / (1+r)**t for t in range(1, T+1)]) LCOS = numerator / denominator return LCOS # Example usage: eta = 0.9 Pc = 0.34 # kW T = 15 # years CE = 625 # Energy storage cost CP = 1333 # Power storage cost d = 2 # Lifetime of the storage system nc = 400 r = 0.07 # Discount rate OandM = 0.03 # O&M costs per year LCOS = ELCOS(eta, Pc, T, nc, r, OandM, CE, CP, d) print("LCOS:", LCOS) 4. 美国能源部储能技术招标书原文内容原版公式： η R T E \eta_{RTE} ηRTE and η D \eta_D ηD are the AC system round-trip and discharge efficiencies at rated power. 如下图提供了LCOS的直观描绘，以及与系统效率不足、运营和维护以及资本支出相关的示例相对成本贡献。
根据阳光电源2022年度报告披露的数据显示，储能系统成本约为1.01元/Wh，到了10月，单价首次跌破0.72元/Wh，目前甚至报出了0.64元/Wh的价格。 一般情况下，1MWh的储能建设成本为80万元(目前储能系统中标价最低为0.64元/Wh，即1MWh储能建设成本为64万元，未来储能成本将不断降低)。 参考： 美国能源部储能技术招标书，Duration Addition to electricitY Storage (DAYS) Overview 丁一. 新型储能成本分析.知乎. 2023.04 小兵资讯看新闻. 各类储能技术度电成本分析 . 搜狐. 2022.11 哔哥哔特商务网. 3年回本，储能充电站落地还有多远. 百度. 2023.11 |
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