Подробен анализ на разходите и ползите на зарядните станции BESS

Бърз отговор

Зарядна станция със система за съхранение на енергия от батерии (BESS) реализира финансовата си стойност чрез четири механизма: намаляване на таксите за търсене, отлагане на модернизацията на мрежата, по-високо използване на зарядните устройства и приходи от арбитраж и реакция на търсенето. В десетгодишен хоризонт, добре оразмерена BESS обикновено повишава нетната настояща стойност (NPV) на бързозарядна станция с 15–35% в сравнение с изграждане само на мрежата, с възвръщаемост между три и шест години при тарифни режими с наказателни такси за търсене. Решаващите входни данни са месечното пиково търсене на станцията, тарифата за търсене на електроснабдителната компания, цената на цикъла на батерията и избегнатото надграждане на трансформатора. Този анализ разглежда всяка линия на разходите и ползите, след което моделира пълен 10-годишен сценарий, така че операторите да могат да оценят инвестициите в BESS въз основа на собствените си данни.

Ключови изводи

• Таксите за зареждане са най-големият разход, който може да се избегне на местата за бързо зареждане, като често надвишават 30–50% от месечната сметка.
• Отлагането или премахването на обновяването на трансформатора често финансира всички капиталови разходи за BESS.
• BESS повишава използването на зарядните устройства, като премахва ограниченията на мощността на мрежата, преобразувайки по-голяма пропускателна способност на инсталирано зарядно устройство.
• Енергийният арбитраж и оптимизацията на търсенето добавят 5–15% допълнителни приходи на либерализираните пазари.
• Животът на батерията в цикъла, а не календарният живот, определя истинската експлоатационна цена на съхранен киловатчас.

Трите капана на разходите на конвенционалните бързозареждащи станции

Повечето финансови модели на зарядни станции се провалят, защото третират електричеството като стока, измервана в киловатчасове. В действителност, станцията плаща за електроенергия по три отделни начина, а BESS атакува двата най-вредни.

Капан 1: Такси за търсене.Комуналните услуги таксуват за най-високото 15-минутно потребление на електроенергия през месеца, обикновено $8–$30 на kW. Обект с шест зарядни устройства по 150 kW, който често достига пик от 800–900 kW, може да плаща $7000–$27 000 на месец само за такси за потребление – преди да изразходва дори един киловатчас енергия. В екстремни случаи таксите за потребление представляват повече от половината от общите разходи за електроенергия на обекта.

Капан 2: Разходи за мрежова инфраструктура.Модернизирането на сервизен трансформатор от 500 kVA до 1,5 MVA обикновено струва 100 000–500 000 долара плюс 12–24 месеца инженерни работи. Този капитал се изразходва преди първото зареждане на превозното средство и не носи никаква оперативна полза.

Капан 3: Недостатъчно използвани зарядни устройства.Обект, свързан само към мрежата и с 500 kVA връзка, никога не може да използва зарядните си устройства едновременно с номиналната мощност. Зарядните устройства се забавят, сесиите се удължават и приходите от едно зарядно устройство намаляват.

BESS преосмисля и трите: той изравнява 15-минутния пик, замества надстройката на трансформатора и позволява на зарядните устройства да работят с пълна мощност от съхранената енергия.

CAPEX срещу OPEX: Изграждане на пълна картина

Таблицата по-долу показва структурата на разходите за представителен обект с мощност 240 kW и 418 kWh съхранение в сравнение с еквивалентно изграждане само на електрическата мрежа:

Основната идея е, че избегнатите разходи за трансформатор обикновено са равни или надвишават допълнителния капитал на BESS. Обектът в крайна сметка плаща подобна обща първоначална сума, но версията BESS осигурява допълнителни приходи и икономии на тарифи всеки следващ месец.

Такси за търсене: Скритият данък върху зарядните станции

Спестяванията от такси за потребление са най-силният финансов двигател за зарядна станция BESS. Механизмът е по-скоро детерминистичен, отколкото спекулативен: EMS измерва натоварването на станцията в реално време и разрежда батерията винаги, когато 15-минутният прозорец би поставил нов пик.

Да разгледаме обект с пикова мощност от 1200 kW и тарифа от $15/kW за търсене. BESS с мощност 418 kWh, разреждаща се при 240 kW по време на пикови периоди, може да ограничи обекта до приблизително 960 kW. Месечната икономия е приблизително 240 kW × $15 = $3600 или $43 200 годишно. В десетгодишен хоризонт тази единична полза надхвърля 430 000 долара - повече от общите разходи за инсталиране на BESS на повечето пазари.

Мащабът на спестяванията в зависимост от тарифата. Обекти в Калифорния, Ню Йорк, Германия или Австралия, където таксите за потребление достигат $20–$40/kW, отчитат пропорционално по-бърза възвръщаемост. Полезно правило за планиране: ако годишните спестявания от таксите за потребление надвишават 12–15% от капиталовите разходи за BESS, инвестицията заслужава сериозен анализ.

Енергиен арбитраж и слънчева връзка като приход

Освен че се избягват разходи, BESS може да генерира приходи, когато пазарните правила позволяват:

• Енергиен арбитражЗареждане на батерията на цени извън пиковите часове ($0,03–$0,06/kWh) и разреждане по време на пиковите часове ($0,15–$0,30/kWh). При един пълен цикъл на ден с 418 kWh, брутният марж е $5 000–$10 000 годишно.
• Отговор на търсенето: комуналните дружества плащат 50–150 долара за kW-годишно разпределимо натоварване. Капацитет за износ от 240 kW може да добави 12 000–36 000 долара годишно, където е налично агрегиране.
• Слънчево свързванеСдвояването на BESS с локални фотоволтаични системи увеличава собственото потребление и позволява на обекта да монетизира производството на електроенергия през деня след залез слънце, както е демонстрирано в референтното внедряване на [200 kWh соларна зарядна станция за електрически превозни средства BESS](https://www.midapower.com/news/200kwh-solar-bess-ev-charging-station-for-zero-emission-sites/].

Тези потоци от приходи са второстепенни спрямо спестяванията от таксите за търсене, но съкращават изплащането с 12-24 месеца при благоприятни пазари. Операторите трябва да ги моделират консервативно, тъй като арбитражните спредове и програмите за децентрализирано намаляване на разходите варират в зависимост от комуналната услуга и сезона.

Програми за отсрочване и стимулиране на обновяването на мрежата

Случаят с разходите и ползите често се завършва само с отлагане на плащането за мрежата. [Система за зареждане BESS с мощност 215 kWh](https://www.midapower.com/215kwh-bess-charging/), внедрена, за да се избегне надграждане на трансформатор на стойност 180 000 долара, има ефективно „спестяване“ през първата година на цялата разлика в капитала, плюс лихвите, плюс загубените приходи по време на 18-месечното чакане на комуналната услуга.

Стимулите утежняват ефекта. Много юрисдикции предлагат:

• Данъчни облекчения за инвестиции (напр. 30%+ за самостоятелно съхранение в САЩ съгласно Закона за намаляване на инфлацията);
• Отстъпки за съхранение на енергия от комунални услуги от $200–$400 на kWh;
• Графици за ускорена амортизация на складови активи;
• Програми за зони с ограничена мрежа, които финансират съхранение, за да се избегне подсилване на мрежата – точният случай на употреба, обслужван от [контейнеризирана зарядна станция BESS с капацитет 500 kWh](https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/).

30% данъчен кредит върху BESS на стойност 120 000 долара е 36 000 долара директно възстановяване на капитала, което променя типичната възвръщаемост от 5,5 години на 3,8 години в моделирания сценарий по-долу.

Моделен 10-годишен сценарий за възвръщаемост на инвестициите

За да направи анализа конкретен, таблицата по-долу моделира зарядна станция BESS с мощност 240 kW / 418 kWh с тарифа за търсене от $15/kW, среден енергиен спред от $0,10/kWh и инвестиционен кредит от 30%:

Сценарият осигурява възвръщаемост на инвестицията за приблизително 2,5 години и натрупва приблизително 290 000 долара нетен паричен поток за десет години, ако не се допуска ескалация на тарифите. Консервативните оператори, които изключват арбитража, все още достигат нула за 3-4 години само благодарение на икономии от такси за търсене. Всеки обект трябва да използва този модел със собствен тарифен график, но структурата по-горе показва защо зарядните станции BESS са все по-скоро стандартно оборудване, отколкото експериментални добавки.

Заключение

Разходите и ползите за зарядните станции BESS се основават на четири стълба: елиминиране на таксите за търсене, отлагане на обновяването на мрежата, печалби от използването и допълнителни приходи. Нито едно от тези неща не е спекулативно - всяко е измерено, договорно перо. Когато [зарядна станция BESS](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) е оразмерена спрямо реалната крива на натоварване на станцията и се управлява от компетентен EMS, активът за съхранение обикновено възвръща капитала си в рамките на три до шест години, като същевременно подобрява надеждността на услугата. За разработчиците и операторите, които решават дали съхранението принадлежи на следващата станция, въпросът се е изместил от „печелившо ли е?“ към „каква тарифа, какъв размер и каква архитектура?“.

ЧЗВ

1. Коя е най-голямата финансова полза от зарядна станция BESS?Намаляване на цените на потреблението. Изравняването на месечния пик може да спести между 30 000 и 100 000 долара годишно на обекти с високо натоварване, което обикновено надвишава всички останали ползи взети заедно.

2. Как се изплаща BESS, ако таксите за потребление са ниски?В регионите с ниски тарифи, бизнес казусът се измества към отлагане на модернизацията на мрежата и използване на зарядните устройства. Ако BESS избегне шестцифрена модернизация на трансформатора или позволи на зарядните устройства да работят на пълна мощност, все пак може да постигне 4-6 години изплащане.

3. Какъв химичен състав на батерията е най-подходящ за икономическа гледна точка на зареждането на обекта?LFP (литиево-железен фосфат) доминира, защото осигурява над 6000 цикъла при 80% дълбочина на разреждане, дълъг календарен живот и по-нисък риск от пожар – всичко това намалява реалната цена на съхранен киловатчас.

4. Как инвестиционните кредити променят възвръщаемостта на инвестициите?30% данъчен кредит за съхранение съкращава изплащането на инвестициите с приблизително 20–30%. В моделирания пример, изплащането е спаднало от около 3,5 години на 2,5 години с прилагането на кредита.

5. Какви са оперативните разходи за kWh съхранена енергия?За съвременна система с нискочестотни филтри (LFP), общите оперативни разходи (OPEX, експлоатация и поддръжка, охлаждане, деградация) обикновено са между 0,02 и 0,04 долара на съхранен киловатчас – доста под типичните разлики между пиковите и извънпиковите часове.

6. Може ли арбитражът сам по себе си да оправдае инвестицията в BESS?Рядко самостоятелно. Арбитражните маржове от $0,05–$0,10/kWh генерират скромни приходи; случаят се приключва, когато се комбинира с икономии от такси за търсене и отсрочка на мрежовото плащане.

7. Как да разработя надежден финансов модел за моя сайт?Започнете с данни за натоварването на обекта за 12 месеца или моделиран профил на търсенето на електрически превозни средства, получете търсенето и тарифите за енергия на компанията, след което тествайте размерите на BESS с стъпки от 200–500 kWh спрямо вашия пиков капацитет. Инженерните екипи на производителите могат да тестват същия модел спрямо техните хардуерни спецификации.