為實現“雙碳”目標,未來新增電源將以風電、光伏等新能源為主。據公開信息顯示,預計2030年前后新能源發(fā)電裝機將達到16億-17億千瓦,屆時將取代煤電成為我國裝機規(guī)模最大的電源。預計2050年前,新能源裝機規(guī)模將超過40億千瓦,發(fā)電量占比接近50%。隨著新能源規(guī)模持續(xù)增加,電力系統(tǒng)中發(fā)電和用電在時間和空間上不匹配的現象愈發(fā)突出,要從根本上解決新能源消納問題、實現新能源穩(wěn)定可靠供電,必須大力發(fā)展電儲能。

  通常電儲能可以分為電池儲能、機械儲能和電磁儲能三類。隨著新能源大規(guī)模并網與智能電網的建設,電池儲能近年來受到廣泛關注并得到大量運用。不論在發(fā)電側、電網側、或是負荷側,都發(fā)揮著能量調控作用,增強了電力管理的靈活性。本文以電池儲能為研究重點,對電站投資成本構成、經濟評價指標以及電站運行質量評價方法進行分析、闡述。

  一、電站成本構成

  為防范儲能電站項目投資超預算帶來的投資風險,在項目建設之初需要對工程造價進行全過程造價管理。根據項目全壽命周期造價管理原則,電站投資成本包括項目建造成本和運營維護成本。

  全壽命周期成本管理要求在工程項目設計和決策階段要從工程項目全壽命周期出發(fā)考慮項目的成本和價值問題,努力通過工程設計和計劃安排尋求做到項目全壽命周期總造價的最小化和總價值的最大化。關鍵是項目成本最小化,即工程項目全壽命周期總成本LCC=min{C1+C2}。

  電站投資成本主要包括建設期固定資產投資和運營期間流動資產投資,其中固定資產投資即為工程造價,包含了建設投資成本以及建設期利息成本,流動資產投資是項目建設運營后所需的鋪底流動資金。電站具體投資成本構成如下圖所示:

  二、電站經濟效益評價指標

  經濟效果評價是對儲能電站建設方案中有關投入與產出的財務、經濟資料數據進行調查、分析、預測,對電站的經濟效果進行計算、評價、分析?傮w來說經濟效果評價包括了盈利能力分析、償債能力分析、財務生存能力分析和抗風險能力分析。

  按照是否考慮資金時間價值,經濟效果評價方法分為靜態(tài)評價方法和動態(tài)評價方法。靜態(tài)評價方法是不考慮資金時間價值,其最大特點是計算簡便,適用于項目方案的初步評價,或對短期投資項目進行評價,以及對于逐年收益大致相等的項目評價。動態(tài)評價方法考慮資金時間價值,能較全面地反應投資方案在整個計算期內的經濟效果。因此,在進行方案比較時,一般以動態(tài)評價方法為主。

  靜態(tài)評價指標包括投資收益率(總投資收益率和資本金凈利率)、靜態(tài)投資回收期和償債能力(資產負債率、利息備付率和償債備付率)。動態(tài)評價指標包括內部收益率、動態(tài)投資回收期、凈現值、凈現值率和凈年值。

  總投資收益率

  總投資收益率是指儲能項目建成后,項目某一年凈利潤與項目投資成本的比率。如果電站每年的凈利潤波動較大,可以通過計算多個年份利潤平均值與投資成本進行比率計算。將計算出的實際投資收益率與預定投資收益率進行比較,如果實際投資收益率大于等于預定投資收益率,則投放方案在經濟上具有可行性,反之如果實際投資收益率小于預定投資收益率,則投放方案在經濟上不具有可行性。

  投資收益率又可分為總投資收益率(ROI)和資本金凈利潤率(ROE)。

  式中:EBIT為項目達到設計生產能力后正常年份的年息稅前利潤或運營期內年平均息稅前利潤;TI為項目總投資?偼顿Y收益率高于行業(yè)的收益率參考值,表明總投資收益率表示的項目盈利能力滿足要求。

  資本金凈利潤率表示資本金的盈利水平。式中:NP為項目達到設計生產能力后正常年份的年凈利潤或運營期內年平均利潤,EC為項目資本金。資本金凈利潤率高于同業(yè)的凈利潤率參考值,表明使用項目資本金凈利潤率表示的項目盈利能力可以滿足要求。

  投資回收期

  投資回收期是反應儲能電站投資方案實施以后回收初始并獲取收益能力的重要指標,分為靜態(tài)投資回收期和動態(tài)投資回收期。

  靜態(tài)投資回收期是在不考慮資金時間價值的條件下,以項目的凈收益回收其全部投資所需要的時間。投資回收期可自項目建設開始算起,也可自項目投產年開始算起。動態(tài)投資回收期是將投資方案各年的凈現金流量按基準收益率折算成現值后,再來推算投資回收期,這是其與靜態(tài)投資回收期的根本區(qū)別。

  按靜態(tài)分析計算的投資回收期較短,決策者可能認為經濟效果尚可以接受。但若考慮資金時間價值,用折現法計算出的動態(tài)投資回收期,要比用傳統(tǒng)方法計算出的靜態(tài)投資回收期長些,該方案未必能被接受。

  投資回收期指標的優(yōu)點和不足。投資回收期指標容易理解,計算也比較簡便,項目投資回收期在一定程度上顯示了資本的周轉速度。顯然,資本周轉速度越快,回收期越短,風險越小,盈利越多。這對于技術上更新迅速的項目或資金相當短缺的項目或未來情況較難預測而投資者又特別關心資金補償的項目進行分析是特別有用的。但不足的是,投資回收期沒有全面考慮投資方案整個計算期內的現金流量,只間接考慮投資回收之前的效果,不能反映投資回收之后的情況,無法準確衡量方案在整個計算期內的經濟效果。

  償債能力評價

  利息備付率也稱已獲利息倍數,是指投資方案在借款償還期內的息稅前利潤與當期應付利息的比值。利息備付率從付息資金來源的充裕性角度反映投資方案償付債務利息的保證程度。計算公式:

  式中:EBIT為息稅前利潤,PI為計入總成本費用的應付利息。利息備付率應分年計算。利息備付率越高,表明利息償付的保障程度越高。利息備付率應大于1,并結合債權人的要求確定。

  償債備付率是指投資方案在借款償還期內各年可用于還本付息的資金與當期應還本付息金融的比值。償債備付率表示可用于還本付息的資金償還借款本息的保障程度。

 式中:EBITDA為息稅前利潤加折舊和攤銷,TAX為企業(yè)所得稅,PD為應還本付息金額。包括還本金額和計入總成本費用的全部利息。融資租賃費用可視同借款償還,運營期內的短期借款本息也應納入計算。如果項目在運營期內有維持運營的投資,可用于還本付息的資金應扣除維持運營的投資。

  償債備付率應分年計算。償債備付率越高,表明可用于還本付息的資金保障越高。償債備付率應大于1,并結合債權人的要求確定。

 資產負債率(LOAR)是指投資方案各期末負債總額(TL)與資產總額(TA)的比率。適度的資產負債率,表明企業(yè)經營安全、穩(wěn)健,具有較強的籌資能力,也表明企業(yè)和債權人的風險較小。對該指標的分析,應結合國家公關經濟狀況、行業(yè)發(fā)展前景、企業(yè)所處的競爭環(huán)境狀況等具體條件確定。

  凈現值

  凈現值是反應投資方案在計算期內獲利能力的動態(tài)評價指標投資方案的凈現值是指用一個預定的基準收益率(或設定的折現率)ie,分別將整個計算期內各年所發(fā)生的凈現金流量都折現到投資方案開始實施時的現值之和。

  式中:NPV為凈現值,(CI-CO)t為第t年的凈現金流量(應注意“+”“-”號),ie為基準收益率;n為投資方案計算期。

  當方案的NPV≥0時,說明該方案能滿足基準收益率要求的盈利水平,故在經濟上是可行的。當方案的NPV<0時,說明該方案不能滿足基準收益率要求的盈利水平,故在經濟上是不可行的。

  凈現值指標的優(yōu)點和不足。凈現值指標考慮了資金的時間價值,并全面考慮了項目在整個計算期內的經濟狀況;經濟意義明確直觀,能夠直接以金額表示項目的盈利水平,判斷直觀。但不足之處是,必須首先確定一個符合經濟現實的基準收益率,而基準收益率的確定往往是比較困難的,而且在互斥方案評價時,凈現值必須慎重考慮互斥方案的壽命,如果互斥方案壽命不等,必須構造一個相同的分析期限,才能進行方案比選。此外,凈現值不能反映項目投資中單位投資的使用效率,不能直接說明在項目運營期各年的經營成果。

  凈年值

  凈年值(NAV)又稱等額年值、等額年金,是以一定的基準收益率將項目計算期內凈現金流量等值換算而成的等額年值。它與前述凈現值(NPV)的相同之處是,兩者都要在給出基準收益率的基礎上進行計算;不同之處是,凈現值將投資過程的現金流量換算為基準期的現值,而凈年值則是將該現金流量換算為等額年值。由于同一現金流量的現值和等額年值是等價的(或等效的),因此,凈現值法與凈年值法在方案評價中能得出相同的結論。而在多方案評價時,特別是各方案的計算期不相同時,應用凈年值比凈現值更為方便。

  計算公式。凈年值的計算公式為:式中:(A/P,ic,n)為資本回收系數。NAV≥0時,則投資方案在經濟上可以受。NAV<0時,則投資方案在經濟上應予拒絕。

  內部收益率

  內部收益率(Internal Rate of Return,IRR)是使投資方案在計算期內各年凈現金流量的現值累計等于零時的折現率。即在該折現率時,項目的現金流入現值和等于其現金流出的現值和。內部收益率容易被人誤解為是項目初期投資的收益率。事實上,內部收益率的經濟含義是投資方案占用的尚未回收資金的獲利能力,它取決于項目內部。項目的內部收益率是項目到計算期末正好將未收回的資金全部收回來的折現率,是項目對貸款利率的最大承擔能力。由于內部收益率不是初始投資在整個計算期內的盈利率,因而它不僅受項目初始投資規(guī)模的影響,而且受項目計算期內各年凈收益大小的影響。

  凈現值率

  凈現值率(NPVR)是在NPV的基礎上發(fā)展起來的,可作為NPV的一種補充。凈現值率是項目凈現值與項目全部投資現值之比,其經濟含義是單位投資現值所能帶來的凈現值,是一個考察項目單位投資盈利能力的指標。由于凈現值不直接考慮項目投資額的大小,故為考慮投資的利用效率,常用凈現值率作為凈現值的輔助評價指標。當對比的兩個方案投資額不同時,如果僅以各方案的NPV大小來選擇方案,可能導致不正確的結論。因為凈現值只表明盈利總額,不能說明投資的利用效果。單純以凈現值最大作為方案選優(yōu)的標準,往往導致評價人趨向于選擇投資大、盈利多的方案,而忽視盈利額較多,但投資更少,經濟效果更好的方案。為此,可采用凈現值的相對指標(單位投資的凈現值)——凈現值率來進行評價。

式中:IP為投資現值,It為第t年投資額,m為建設期年數。若NPVR≥0,說明投資方案在經濟上可接受;若NPVR<0,說明投資方案在經濟上不可行。

  三、電站運行質量評價方法

  對電站運行質量評價可以從其充放電能力、儲效水平和設備運行狀態(tài)三方面進行考察。

  為防范儲能電站項目投資超預算帶來的投資風險,在項目建設之初需要對工程造價進行全過程造價管理。根據項目全壽命周期造價管理原則,電站投資成本包括項目建造成本和運營維護成本。

  充放電能力包括電站實際可充放電功率和電站實際可放電量:儲能電站實際可充放電功率為儲能電站可連續(xù)運行15min及以上的最大功率值;電站實際可放電量是指電站中各儲能單元實際可放電量的綜合,儲能單元實際可放電量的測定應符合GB/T36558。

  儲效水平包括電站綜合效率、儲能損耗率和站用電率:電站綜合效率是指評價周期內(日、月或年)儲能電站生產運行過程中上網電量與下網電量的比值;儲能損耗率是指評價周期內(日、月或年)各儲能單元充電、放電和能量儲存過程總的電能損耗與下網電量的比值;站用電率是指在評價周期內(日、月或年)站用電量占下網電量的百分比。

  設備運行狀態(tài)評價包含調度響應成功率、等效利用系數、非計劃停運系數、可用系數:調度響應成功率是指一定周期內儲能電站對電網調度指令實際執(zhí)行成功次數與指令下達次數的比值;等效利用系數是評價周期內儲能單元充電量、放電量之和與額定電量的比值,儲能電站等效利用系數應分別統(tǒng)計各儲能單元的等效利用系數,再按額定功率加權平均計算;非計劃停運系數是指評價周期內,儲能電站非計劃停運時間與統(tǒng)計時間的比值;可用系數應為評價周期內,電站可用時間和統(tǒng)計時間的比值。不同維度對電站的評價影響程度不一,在實際電站評價過程中,可以對以上指標賦予不同權重值。