Išsami BESS įkrovimo aikštelių sąnaudų ir naudos analizė

Greitas atsakymas

Akumuliatorinės energijos kaupimo sistemos (BESS) įkrovimo stotelė savo finansinę vertę užtikrina keturiais mechanizmais: paklausos ir mokesčių mažinimu, tinklo atnaujinimo atidėjimu, didesniu įkroviklių panaudojimu ir pajamomis iš arbitražo bei paklausos reguliavimo. Per dešimties metų laikotarpį tinkamo dydžio BESS paprastai padidina greitojo įkrovimo stotelės grynąją dabartinę vertę (GDV) 15–35 %, palyginti su tik tinklu veikiančia stotimi, o taikant tarifų režimus su baudžiamaisiais paklausos mokesčiais atsipirkimas trunka nuo trejų iki šešerių metų. Lemiami veiksniai yra stotelės mėnesinė didžiausia paklausa, komunalinių paslaugų teikėjo paklausos tarifas, akumuliatoriaus ciklo kaina ir išvengtas transformatoriaus atnaujinimas. Šioje analizėje nagrinėjama kiekviena sąnaudų ir naudos eilutė, o tada modeliuojamas visas 10 metų scenarijus, kad operatoriai galėtų patys įvertinti investicijas į BESS.

Svarbiausios išvados

• Paklausos mokesčiai yra didžiausios išvengiamos išlaidos greitojo įkrovimo stotelėse, dažnai viršijančios 30–50 % mėnesio sąskaitos.
• Transformatoriaus atnaujinimo atidėjimas arba panaikinimas dažnai padengia visas BESS kapitalo sąnaudas.
• BESS padidina įkroviklių panaudojimo galimybes, pašalindama tinklo galios apribojimus ir taip padidindama pralaidumą vienam įrengtam įkrovikliui.
• Energetikos arbitražas ir paklausos valdymas liberalizuotose rinkose padidina pajamas 5–15 %.
• Tikrąsias eksploatavimo išlaidas vienai sukauptai kilovatvalandei lemia ne kalendorinis, o akumuliatoriaus ciklo laikas.

Trys įprastų greitojo įkrovimo stotelių kainų spąstai

Dauguma įkrovimo stotelių finansinių modelių žlunga, nes juose elektra traktuojama kaip prekė, matuojama kilovatvalandėmis. Iš tikrųjų stotelė už energiją moka trimis skirtingais būdais, o BESS puola du žalingiausius iš jų.

1 spąstai: paklausos mokesčiai.Komunalinių paslaugų sąskaita už didžiausią 15 minučių energijos suvartojimą per mėnesį paprastai siekia 8–30 USD už kW. Vietovė, kurioje yra šešios 150 kW įkrovos stotelės, kurių maksimali galia dažnai siekia 800–900 kW, vien už paklausą gali sumokėti 7 000–27 000 USD per mėnesį, prieš sunaudodama vieną kilovatvalandę energijos. Kraštutiniais atvejais paklausos mokesčiai sudaro daugiau nei pusę visų objekto elektros energijos sąnaudų.

2 spąstai: tinklo infrastruktūros išlaidos.Aptarnavimo transformatoriaus atnaujinimas nuo 500 kVA iki 1,5 MVA įprastai kainuoja 100 000–500 000 USD plius 12–24 mėnesių komunalinių paslaugų inžinerijos išlaidos. Šis kapitalas išleidžiamas prieš įkraunant pirmąjį transporto priemonę ir neduoda jokios eksploatacinės naudos.

3 spąstai: nepakankamai naudojami įkrovikliai.Tik elektros tinklu paremta stotis su 500 kVA jungtimi niekada negali vienu metu naudoti savo įkroviklių nominaliai nurodyta galia. Įkroviklių skaičius mažėja, sesijos ilgėja, o pajamos iš vieno įkroviklio mažėja.

Įkrovimo sistema (BESS) pakeičia visus tris aspektus: ji išlygina 15 minučių piką, pakeičia transformatoriaus atnaujinimą ir leidžia įkrovikliams veikti visu galingumu, naudojant sukauptą energiją.

CAPEX ir OPEX: kaip sukurti visą vaizdą

Žemiau esančioje lentelėje parodyta tipinės 240 kW galios objekto su 418 kWh kaupimo talpa sąnaudų struktūra, palyginti su lygiaverčiu tik iš tinklo įrengtu objektu:

Pagrindinė įžvalga: vien išvengtos transformatorių išlaidos paprastai yra lygios arba viršija papildomą BESS kapitalą. Galiausiai objektas sumoka panašią bendrą išankstinę sumą, tačiau BESS versija kiekvieną vėlesnį mėnesį užtikrina papildomas pajamas ir tarifų taupymą.

Paklausos mokesčiai: paslėptas mokestis už įkrovimo vietas

Sutaupymai pagal paklausą yra stipriausias finansinis BESS įkrovimo stotelių kūrimo variklis. Mechanizmas yra labiau deterministinis, o ne spekuliatyvus: EMS matuoja stotelės apkrovą realiuoju laiku ir iškrauna akumuliatorių, kai tik 15 minučių laikotarpis sukeltų naują piką.

Įsivaizduokite objektą, kurio piko galia yra 1 200 kW, o paklausos tarifas yra 15 USD/kW. 418 kWh BESS, piko metu iškraunanti 240 kW galia, gali apriboti objekto galią iki maždaug 960 kW. Mėnesinis sutaupymas yra maždaug 240 kW × 15 USD = 3 600 USD arba 43 200 USD per metus. Per dešimt metų ši viena nauda viršija 430 000 USD – daugiau nei visa BESS įrengimo kaina daugumoje rinkų.

Taupymo skalė priklauso nuo tarifo. Kalifornijos, Niujorko, Vokietijos ar Australijos objektuose, kur poreikio mokesčiai siekia 20–40 USD/kW, investicijos atsiperka proporcingai greičiau. Naudinga planavimo taisyklė: jei metinis poreikio ir mokesčių santaupų sumažėjimas viršija 12–15 % BESS kapitalo sąnaudų, investicijas reikia rimtai išanalizuoti.

Energijos arbitražas ir saulės energijos susiejimas kaip pajamos

Be išlaidų išvengimo, BESS gali uždirbti pajamų, kai tai leidžia rinkos taisyklės:

• Energijos arbitražasĮkraukite akumuliatorių ne piko metu (0,03–0,06 USD/kWh) ir iškraukite piko metu (0,15–0,30 USD/kWh). Vieno pilno ciklo per dieną metu sunaudojant 418 kWh, bendroji pelno marža siekia 5 000–10 000 USD per metus.
• Paklausos valdymasKomunalinės įmonės moka 50–150 USD už kW per metus dislokuojamos apkrovos. 240 kW eksporto galimybė gali pridėti 12 000–36 000 USD per metus, jei galimas agregavimas.
• Saulės energijos jungtisSujungus BESS su vietoje esančiais fotovoltiniais elementais, padidėja savarankiškas energijos vartojimas ir galima gauti pajamų iš dienos metu pagaminamos energijos po saulėlydžio, kaip parodyta [200 kWh saulės BESS EV įkrovimo stoties](https://www.midapower.com/news/200kwh-solar-bess-ev-charging-station-for-zero-emission-sites/) pavyzdiniame diegime.

Šie pajamų srautai yra antriniai, palyginti su sutaupymais pagal paklausos mokesčius, tačiau palankiose rinkose jie sutrumpina atsipirkimo laikotarpį 12–24 mėnesiais. Operatoriai turėtų juos modeliuoti konservatyviai, nes arbitražo skirtumai ir DR programos skiriasi priklausomai nuo įmonės ir sezono.

Tinklo atnaujinimo atidėjimo ir skatinimo programos

Sąnaudų ir naudos analizė dažnai baigiasi vien atidėjus tinklo tiekimą. Įdiegus [215 kWh BESS įkrovimo sistemą](https://www.midapower.com/215kwh-bess-charging/), skirtą išvengti 180 000 USD vertės transformatoriaus atnaujinimo, pirmaisiais metais efektyviai sutaupoma visas kapitalo skirtumas, pridėjus palūkanas ir pajamas, prarastas per 18 mėnesių laukimo laikotarpį, kol bus atnaujinta elektros energija.

Skatinimo priemonės sustiprina poveikį. Daugelyje jurisdikcijų siūlomos šios priemonės:

• Investicijų mokesčių lengvatos (pvz., 30 % ir daugiau už atskirą saugyklą JAV pagal Infliacijos mažinimo įstatymą);
• Komunalinių paslaugų kaupimo nuolaidos – 200–400 USD už kWh;
• Pagreitinti sandėliavimo turto nusidėvėjimo grafikai;
• Tinklo apribojimų turinčios teritorijos programos, finansuojančios kaupimą, siekiant išvengti tinklo stiprinimo – būtent tokį atvejį aptarnauja [500 kWh konteinerinė BESS įkrovimo stotelė] (https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/).

30 % mokesčių kreditas nuo 120 000 USD vertės BESS reiškia 36 000 USD tiesioginio kapitalo susigrąžinimo, todėl tipiškas atsipirkimo laikotarpis pagal toliau pateiktą modeliavimo scenarijų padidėja nuo 5,5 metų iki 3,8 metų.

Modelinis 10 metų investicijų grąžos scenarijus

Siekiant sukonkretinti analizę, toliau pateiktoje lentelėje modeliuojama 240 kW / 418 kWh BESS įkrovimo aikštelė su 15 USD/kW paklausos tarifu, 0,10 USD/kWh vidutine energijos kainų skirtumu ir 30 % investiciniu kreditu:

Pagal šį scenarijų investicijos atsiperka maždaug per 2,5 metų, o per dešimt metų, darant prielaidą, kad tarifai nedidėja, grynasis pinigų srautas sukaupiamas maždaug 290 000 USD. Konservatyvūs operatoriai, kurie neatsižvelgia į arbitražą, vis tiek atsiperka per 3–4 metus vien tik sutaupydami pagal paklausos mokesčius. Kiekviena aikštelė turėtų naudoti šį modelį su savo tarifų tvarkaraščiu, tačiau aukščiau pateikta struktūra rodo, kodėl BESS įkrovimo aikštelės vis dažniau tampa standartine įranga, o ne eksperimentiniais priedais.

Išvada

BESS įkrovimo stotelių sąnaudų ir naudos nagrinėjimas grindžiamas keturiais ramsčiais: paklausos mokesčio panaikinimu, tinklo atnaujinimo atidėjimu, panaudojimo padidėjimu ir papildomomis pajamomis. Nė vienas iš šių aspektų nėra spekuliatyvus – kiekvienas iš jų yra apskaičiuojamas, sutartinis eilutės elementas. Kai [BESS įkrovimo stotelė](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) yra pritaikoma prie realios stotelės apkrovos kreivės ir ją paskirsto kompetentinga elektros energijos tiekimo įmonė, kaupimo turtas paprastai atsiperka per trejus–šešerius metus, tuo pačiu pagerindamas paslaugų patikimumą. Kūrėjams ir operatoriams, sprendžiantiems, ar kaupimas priklauso gretimai stotelei, klausimas pasikeitė nuo „ar tai pelninga?“ į „koks tarifas, koks dydis ir kokia architektūra?“.

DUK

1. Kokia yra didžiausia finansinė BESS įkrovimo stotelės nauda?Paklausos ir mokesčių sumažinimas. Sumažinus mėnesio piką, didelio panaudojimo vietose per metus galima sutaupyti 30 000–100 000 USD ir daugiau, o tai paprastai viršija visus kitus privalumus kartu sudėjus.

2. Kaip BESS atsiperka, jei paklausos mokesčiai yra maži?Mažų tarifų regionuose verslo planas pereina prie tinklo atnaujinimo atidėjimo ir įkroviklių naudojimo. Jei BESS išvengia šešiaženklės transformatoriaus atnaujinimo kainos arba leidžia įkrovikliams veikti visu galingumu, jis vis tiek gali atsipirkti per 4–6 metus.

3. Kokia akumuliatoriaus cheminė sudėtis geriausiai tinka įkrovimo aikštelės ekonomiškumui?LFP (ličio geležies fosfatas) dominuoja, nes užtikrina daugiau nei 6000 ciklų esant 80 % iškrovimo gyliui, ilgą kalendorinį tarnavimo laiką ir mažesnę gaisro riziką – visa tai sumažina tikrąją sukauptos kilovatvalandės kainą.

4. Kaip investiciniai kreditai keičia investicijų grąžą (ROI)?30 % sandėliavimo mokesčių lengvata sutrumpina atsipirkimo laikotarpį maždaug 20–30 %. Modeliuojamame pavyzdyje, pritaikius lengvatą, atsipirkimo laikotarpis sumažėjo nuo maždaug 3,5 metų iki 2,5 metų.

5. Kokios yra eksploatavimo išlaidos vienam kWh sukauptos energijos?Šiuolaikinės LFP sistemos bendros OPEX išlaidos (eksploatavimas ir priežiūra, aušinimas, degradacija) paprastai siekia 0,02–0,04 USD už sukauptą kilovatvalandę – gerokai mažiau nei įprastas piko ir ne piko kainų skirtumas.

6. Ar vien arbitražas gali pateisinti BESS investicijas?Retai kada savaime. 0,05–0,10 USD/kWh arbitražo maržos duoda kuklias pajamas; byla išsprendžiama, kai derinama su paklausos mokesčių mažinimu ir tinklo atidėjimu.

7. Kaip turėčiau gauti patikimą finansinį modelį savo svetainei?Pradėkite nuo 12 mėnesių objekto apkrovos duomenų arba sumodeliuoto elektromobilių paklausos profilio, gaukite komunalinių paslaugų įmonės paklausą ir energijos tarifus, tada išbandykite BESS dydžius 200–500 kWh intervalais, palyginti su jūsų piko apkrovomis. Gamintojų inžinierių komandos gali išbandyti tą patį modelį pagal savo techninės įrangos specifikacijas.