详解储能生命周期成本的计算之LCOS与ACC（上）

详解储能生命周期成本的计算之LCOS与ACC（上）

储能技术作为未来能源系统的重要组成部分，其成本效益分析对于项目决策至关重要。本文将介绍储能全生命周期成本计算的两种方式，即平准化储能成本（LCOS）和年化容量成本（ACC），两种方式对应着不同的使用情景和作用。

LCOS与ACC的含义

全生命周期成本是站在项目生命周期的角度计算综合成本，用于不同技术/方案之间的比较，挑选成本最优解，如平准化度电成本（LOCE）便是其中之一，它作为衡量发电侧技术的寿命周期成本早已经是共识，也被大家熟知。虽然储能的生命周期衡量指标依旧遵循非常类似的方式，但它的不同在于储能的寿命周期成本方法比发电侧技术的要复杂得多，发电侧技术仅提供电力，而储能技术除了提供电力外，还要消耗和储存电力，这就增加了如考虑循环效率、放电深度，容量退化等参数的复杂性。更重要的是，储能技术可以应用于一系列场景（例如频率响应、能源套利、电力可靠性）。这些不同的应用有不同的运营要求（供应的持续时间、每年的激活次数），并且每种储能技术根据其不同的性能参数，在这些应用场景下细分的适用性也各不相同。这进一步增加了成本比较和技术选择的复杂性。所以，对于储能技术，在明确定义的应用要求下可以使用生命周期成本进行比较，这里有两种形式的生命周期成本：

（1）平准化储能成本LCOS： 特定储能技术和应用下每单位放电的贴现成本，它通过计算寿命周期内的贴现总成本除以其累积放电来计算，描述了储能项目为了实现净现值为零时所需的单位放电的最低收入。该指标用于侧重提供电能的应用，如评估哪种技术在批发市场套利中更具竞争力。

（2）年化容量成本（ACC）：将储能系统寿命周期内的所有贴现成本除以累计功率容量和寿命，表示了在一定时间内提供的每单位功率容量的贴现成本（或最低所需收入），该指标用于侧重功率提供而非能量提供的应用，如频率调节。

这里需要注意的是，储能提供的服务不是单一的，在使用生命周期成本指标比较不同储能技术时，首先需要选择不同储能技术主要提供的服务，因为主要的应用决定了储能的技术配置，尤其是充放电时长和年循环次数等主要参数，再以此进行比较是合理的。切记，以不同的应用场景比较不同储能技术的成本效益孰优是不合适的，因为在某种应用场景下某一储能技术具备最低的生命周期成本不意味着在另一种应用下同样具有最优的成本效益。

LCOS，ACC的计算公式及重要参数

为更好理解LCOS和ACC的计算方法，以锂电池储能为例，对一些重要参数进行解释。

（1）投资成本：储能的投资成本由两方面成本组成，即与功率容量相关的成本，单位成本的表示方式如xxUSD/kW，以及与能量容量相关的成本，单位成本表示为如xxUSD/kWh，两部分单位成本分别乘以功率容量和能量容量后加总得到总成本。对于长时间的储能，更低的能量成本将获得更低的总成本；而对于短时间储能，更低的功率容量成本决定着更低的总成本。

（2）运维成本：这个很好理解，与电站的运维类似，主要是对设备日常的维护和检修成本，在本例中，考虑对电池和电子设备的定期检查和维修。

（3）替换成本：为保证一定的使用条件，间隔一定时间对主要部件，如电池进行更换的成本，这部分成本不包含在日常的运维成本中。

（4）充电成本：这部分成本好比“燃料成本”，它等于名义能量容量乘以放电深度、年循环次数、对应电价，然后除以循环效率来确定。此外，还必须考虑能量容量的退化和因此导致的充电能量的递减。

（5）放电深度（DOD）：是相对于名义能量容量在一个循环中放电的比例，某些储能技术在深度充放下退化得更快，故不进行满充满放，如果DoD < 100%，则每个循环中的充放电被称为可用容量，如果DoD为100%，那么可用容量等于名义能量容量。

（6）循环效率：指相对于放电，充电相对于放电的比例，如放电1kwh,需要充电1.2kwh。

（7）循环次数：即生命周期内，储能可进行的完整的充放循环次数，实际运行时，储能并不是在每个循环时完全放电，而等效循环次数的设定为不同技术提供了一个比较的基础。

（8）生命周期：可以设定为代表投资期限的预设数值（例如20年），或者通过基于储能系统的时间和循环退化以及预定义的寿命阈值（即当容量低于某数值时寿命到期）的计算来确定。

（9）衰减：即每次循环产生的可用能量容量损失和随时间推移而产生的容量损失。

（10）总放电及功率提供：即生命周期内储能放电量的加总，作为计算LCOS时的分母，而总功率提供则是生命周期内功率提供的加总，作为计算ACC时的分母，两者都要考虑每年的衰减。

（11）处置成本：系统在寿命结束时的处置成本，如回收，或者进行二次利用，该数值可能是正值（增加成本），也可能是负值（增加收益）。

基于上述参数，LCOS和ACC的计算公式分别为：

其中r为折现率，即资本成本或投资者的门槛收益率。

锂电池储能的LCOS和ACC计算示例

从实际的工作学习角度出发，推荐读者用在线工具Energy Storage Ninja对生命周期成本进行学习和研究，这里分步演示。

（1）打开在线工具后，选择lifetime cost 分析功能，如下图所示：

（2）选择应用的技术类型和应用场景，这里以锂电池储能为例，选择应用为调峰容量。然后进行技术成本Technology Cost, 技术参数Technology Performance, 应用参数Application Parameters的输入。这里的技术成本包括投资成本，运维成本，处置成本，替换成本；技术参数主要包括放电深度，循环效率，生命周期等效循环次数，寿命阈值等；应用参数则包括项目容量，年循环次数，充放电时长，充电成本。

（3）各类参数输入完毕后开始分别计算LCOS和ACC，如下图所示

从上述图中可以看出，无论LCOS和ACC，其占比最大的是单位投资额和单位放电/功率的充电成本。那么，对于生命周期成本的驱动因素，单位投资额的重要性无需多言，而单位充电成本背后重要的驱动因素是充电时长和年循环次数，因为这决定了计算公式中分母的大小（虽然充电时的电价亦有影响，但电价是外部因素，为了对比同一种应用下不同配置的成本效果，应将电价作为控制变量）。

本篇完。下一篇将摘录和总结不同类型应用下各储能技术在未来成本竞争性上的LCOS和ACC是如何表现。