01先说结论
三句话,先给判断,再给算法:
弃电不是选项,是结果
弃电收益为零,只要上网电价为正,卖就比弃好。真正会导致弃电的只有三种情况:没有上网通道、调度不接收、现货负电价。这三种都不是测算能选的,是外部约束。
该卖还是该存,看一条线
临界上网电价 = 替代购电价 × 储能效率 − 储能充电侧度电成本。上网电价高于它就直接卖,低于它就配储搬。这条线把“感觉”换成了一个数。
门槛卡在基准价附近
为余电单独配储,临界上网电价约 0.34 元/kWh——正好是多数省份燃煤基准价的量级。能按基准价上网的项目,配储搬余电基本不划算;只能按现货低价卖的项目,配储才有意义。
余电上网,绿电比例下降;余电配储搬回,绿电比例保住,但要付储能投资。所以“余电怎么办”和“绿电比例保到多少”是同一个问题的两面。先定绿电比例目标,再倒推余电处置方式,比反过来算要省事得多。本文假设目标未定,只算三种方式的成本;第三篇再谈目标怎么定。
02三种处置的账,先摆在一起
设一个基准算例:风电 120 MW、年发电 3.0 亿 kWh;用户年用电 3.6 亿 kWh;由于风电反调峰,约 30% 的发电量(9 000 万 kWh)落在负荷低谷时段,形成余电;用户缺电时段的可避免购电价为 0.60 元/kWh。
| 处置方式 | 年收益怎么算 | 年收益(示例) | 需追加投资 | 绿电比例 |
|---|---|---|---|---|
| 直接上网 | 9 000 万 × 上网电价 | 1 350 万元(按 0.15) 3 150 万元(按 0.35) | 0 | 58.3% |
| 配储搬回 | 7 920 万 × 0.60 − 储能年成本 | 3 053 万元 | 1.24 亿元 | 83.3% |
| 弃掉 | 0 | 0 | 0 | 58.3% |
这张表里最值得看的是两件事:
一是配储的收益对上网电价极其敏感。上网电价 0.15 元时,配储(3 053 万)比上网(1 350 万)多赚 1 700 万;上网电价 0.35 元时,配储反而比上网少赚 100 万。分水岭在 0.34 元/kWh 附近——正好是多数省份燃煤基准价的量级。这意味着:如果项目有上网通道且能按基准价结算,配储搬余电基本不划算;如果只能按现货低价或绿电折价上网,配储才有意义。
二是绿电比例与收益不是同向的。直接上网绿电比例 58.3%,配储搬回 83.3%,差 25 个百分点,代价是 1.24 亿元投资。这 25 个百分点买不买,取决于用户为什么需要这个数——是出口碳关税、是集团考核、还是客户要求。没有这个前提,“绿电比例做到 80%”就只是一句口号。
03临界上网电价:一条公式
把上面两行收益设成相等,解出上网电价,就是分水岭:
代入算例:0.60 × 0.88 − 0.189 = 0.339 元/kWh。
上网电价高于这个数,余电直接卖;低于这个数,配储搬回更划算。
公式只有三项,但每一项都容易取错:
| 参数 | 常见取错的方式 | 正确取法 |
|---|---|---|
| 替代购电价 | 用全年平均电价 | 用余电所在时段的购电价。余电多在夜间低谷,替代的恰恰是便宜电,取平均值会高估收益 |
| 储能效率 | 用铭牌 95% | 用交流侧往返效率,含 PCS、变压器、辅助用电,实际 85%—90% |
| 储能度电成本 | 只算折旧,不算运维与替换 | 年资本回收 + 运维 + 中期更换,除以充电侧电量 |
第一项最容易出问题,而且方向明确——总是高估配储收益。余电出现的时段就是负荷低谷,那个时段的购电价往往只有尖峰的一半。如果用全年综合电价 0.60 元去算,实际替代的可能只有 0.35 元,配储收益直接砍掉四成。正确做法是把 8 760 小时逐时对齐,看余电到底替代了哪些小时的电。
有些项目的余电出现在负荷本来就够用的时段(比如夜间负荷也高、风电更大),这时配储搬过去的电无处可去,只能再上网。这种情况下配储的收益为零,只剩成本——储能唯一的作用是把上网时点从夜间挪到白天,赚一点时段价差,与“绿电比例”无关。算之前先做一次逐时匹配,确认余电搬过去有地方落。
04储能度电成本怎么拆
临界公式里的第三项,是整条公式里最容易被糊弄过去的。它不能用一个行业平均数,必须按项目参数算。算法是标准化的:
| 项目 | 算例取值 | 说明 |
|---|---|---|
| 储能规模 | 247 MWh / 约 62 MW | 按日余电 24.7 万 kWh、4 小时时长反推 |
| 单位投资 | 0.5 元/Wh | 含电池、PCS、升压、土建、并网 |
| 总投资 | 1.24 亿元 | 247 000 kWh × 0.5 元/Wh |
| 年资本回收 | 1 449 万元 | 1.24 亿 × 资本回收系数 0.1168(8%、15 年) |
| 年运维 | 250 万元 | 约投资的 2% |
| 年充电量 | 9 000 万 kWh | 即全部余电 |
| 充电侧度电成本 | 0.189 元/kWh | (1 449 + 250) ÷ 9 000 |
| 放电侧度电成本 | 0.215 元/kWh | 1 699 ÷ 7 920,供对照 |
这个数在 0.15—0.30 元/kWh 之间随造价、循环次数、寿命变化。0.5 元/Wh 的造价对应 0.19 元/kWh 左右;造价降到 0.4 元/Wh,这个数会降到 0.15;造价涨到 0.7 元/Wh,会升到 0.26。它比电池报价的变化幅度小,因为运维与资本成本是硬的。
这里有一个反直觉的地方值得说清:年循环次数对度电成本的影响,比造价更大。同样是 1.24 亿元投资,如果年循环只做到 200 次(而不是设计对应的 330 次),年充电量从 9 000 万降到 5 600 万,度电成本从 0.189 涨到 0.304——涨 61%。而余电驱动的储能,恰恰是最容易循环不足的那一类:余电有多少,储能就只能充多少,`设计循环次数`在这里是个假设,不是事实。
330 次对应的是“每天满充满放一次”,这对峰谷套利成立的储能大致成立;但余电储能的充电量由风电出力曲线决定,遇到小风年、检修期、限电期,充电量都会掉。实际能做到 200—260 次就不错。按 330 次算出来的度电成本,会系统性低估 30%—60%,把不划算的项目算成划算。
05全成本口径与边际口径
前面算的是“为余电专门配一套储能”的账,这叫全成本口径。但很多项目里,储能是为别的原因配的——削最大需量、参与调频、满足并网要求。这时候余电搬不搬,该用边际口径:储能已经在那儿了,搬一度余电只多花一点电费,不多花一分钱投资。
| 口径 | 成本包含什么 | 临界上网电价 | 适用情形 |
|---|---|---|---|
| 全成本 | 资本回收 + 运维 + 往返损耗 | 0.339 元/kWh | 储能为余电而建 |
| 边际 | 只算机会成本,不含投资 | 0.528 元/kWh | 储能已因其他收益建成 |
边际口径的那个数怎么来的:搬 1 kWh 余电(充电侧),得到 0.88 kWh 放电,替代购电 0.88 × 0.60 = 0.528 元;机会成本是这 1 kWh 本可以按 P 元上网卖掉。净收益 = 0.528 − P,令其为零,得 P = 0.528 元/kWh。
两个临界值差 0.19 元,方向是边际口径更高。含义很实际:储能已经建成时,余电几乎总该搬而不是卖——只有在现货高价时段(余电对应的上网电价超过 0.528 元)才该直接卖。而当储能是为余电专门配的,门槛就降到 0.339 元,判断完全可能反过来。
很多人会算成“往返损耗 12%,所以搬一度电的成本是 0.12 kWh × 电价”。这漏掉了主项:那 1 kWh 余电本来是可以卖的。机会成本是边际口径的主项,损耗只是小数。把损耗当成全部成本,会把临界值算到 0.07 元附近,得出“几乎任何时候都该搬”的结论——方向对,量级错,用来定报价会出问题。
06余电怎么摊薄绿电比例
余电处置不只是钱的问题,它直接改变用户能宣称的绿电比例。算法很简单,但没有弹性:
注意分子是“送到用户的”,不是“发出的”。上网的、弃掉的、损耗掉的,都不算用户消纳的绿电。
按前面的算例(发电 3.0 亿、用电 3.6 亿、余电 30%):
| 余电处置 | 送到用户的电量 | 绿电比例 | 相对全消纳 |
|---|---|---|---|
| 无余电(理想) | 3.0 亿 kWh | 83.3% | 基准 |
| 余电全部配储搬回 | 3.0 亿 kWh | 83.3% | 0 |
| 余电全部上网 | 2.1 亿 kWh | 58.3% | −25 个百分点 |
| 余电全部弃掉 | 2.1 亿 kWh | 58.3% | −25 个百分点 |
注意第三、四行:上网和弃掉对绿电比例的影响完全一样。从用户的绿电声明角度看,卖出去的电和扔掉的电没有区别,都不进他的账。差别只在发电方的收入上——一个是 1 350 万元,一个是 0。
所以余电的正确排序是:能搬回就搬(看临界价格)> 不能搬就卖 > 卖不掉才弃。弃电永远排在最后,因为它的收益是零,而卖至少有收入。
余电也可以不给自己用户、不上公共电网,而是直连附近的另一个用户(比如相邻工厂、充电站)。这在物理上常常可行——同一条线路走廊上加一段。收益按“对方可避免的购电价 × 折扣”谈,通常高于上网电价、低于自用替代价。这一类在测算里最容易漏掉,因为它既不是“自用”也不是“上网”,中间账本上没有位置。做方案时值得单独列一行。
07三个最容易错的地方
余电出现的时段与上网电价关系极大。现货市场里,风电大发时段(夜间、大风天)恰恰是电价最低的时段,有时接近零甚至为负。用年均价 0.3 元去比,会得出“该卖”;用实际时段价 0.08 元去比,会得出“该存”。正确做法是把余电逐时对应的上网电价取出来,算加权平均,再进公式。
纯直连项目往往没有独立的并网容量与购售电合同,余电“上网”在法律上可能不成立,只能弃。这一点必须在做测算之前向电网确认——如果有并网批复,按批复容量内的实际上网电量结算;超出部分可能不予结算。很多测算默认“余电全额上网”,项目落地时才发现只有 20% 的容量能送出去。
这是双重计算。如果储能同时在赚峰谷套利、需量节省,这些收益已经覆盖了投资,余电搬运就不该再摊一遍资本成本;反过来,如果余电搬运是主要收益来源,就不能在另一处重复计入套利收益。自查办法:把储能的所有收益列出来,看是否共用同一批循环次数。同一度电不能既卖给用户又被算成套利。
08下一步
余电处置定了,剩下最后一个问题:这块价差蛋糕,发电方与用电方怎么分——以及“绿电比例 80%”这句话,合同里究竟该怎么写。
09口径与引用说明
本文讲方法,数值为演示算例,不可直接引用:
- 余电比例 30% 为算例假设,实际由出力曲线与负荷曲线逐时匹配得出,项目间差异极大(风电 20%—45%,光伏 15%—35%);
- 储能单位投资 0.5 元/Wh 为含并网的全投资口径示例,随规模、时长、地区变化;资本回收系数按 8% 折现、15 年寿命计算;
- 储能交流侧往返效率取 88% 为当前磷酸铁锂系统的常见水平,实际含辅助用电后在 85%—90%,须以设备厂家保证值为准;
- 上网电价、现货价格、可避免购电价均以项目所在地的实际结算规则为准,本文数值仅用于说明量级;
- 余电上网资格、并网容量与结算方式须以电网企业书面意见为准,本文不构成政策适用性判断;
- 本文的逐时匹配、储能充放策略与现金流在能耀的 XDesigner 中完成,按 8 760 小时计算,输出 15 张财务报表。
10相关阅读
同系列另外两篇,以及源网荷储里讲储能与绿电比例天花板的那一篇——两处的结论可以互相对照。