比亚迪|特斯拉、宁德时代与比亚迪们的终极战场( 三 )


要想摆脱补贴 , 光伏的价格必须下降到足以与传统能源竞争 。 随着中国制造在光伏技术上的快速迭代 , 成本下降很快 , 终于到2020年 , 成本已经接近煤电 , 可以甩掉补贴直接上网了 。 第一个约束就这么解决了 。
但是如果第二个约束 , 也就是并网约束不能突破 , 光伏的推广还是要被限制在一定范围内 。 为什么呢?这是由光伏发电的特点决定的 。
比亚迪|特斯拉、宁德时代与比亚迪们的终极战场
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上面这张图就是著名的鸭子曲线 , 图上标出了美国加利福尼亚州每年3月31日这一天的用电净负荷 。 加利福利亚我们知道 , 阳光明媚 , 风景秀丽 , 光照时间长 , 特别适合光伏发电 , 加上又是硅谷所在地 , 对新能源的接受程度高 , 光伏发电的占比接近30% 。

一天里 , 中午光照最强 , 但是用电却不多 , 所以电网负荷最低 , 而到了晚上 , 光伏歇菜 , 用电量却飙升 , 电网负荷也快速跃升 , 就出现了图中这根长长的鸭颈 。
由于中国的加入 , 太阳能组件的价格逐年下降 , 加州光伏发电的占比也越来越高 , 从2012年以来 , 中间用电净负荷的这个鸭肚腩也越来越大 , 整体像一只鸭子 , 所以叫鸭子曲线 。
这条曲线反应了光伏发电面临的第二个约束 , 并网发电 。 光伏发电毕竟受自然条件约束 , 白天有太阳 , 发电就多 , 晚上就停摆 , 但我们用电却反过来 , 白天少 , 晚上多 。
要解决这个问题 , 现在我们采取的是煤电或者天然气发电调峰的方式来补偿 。 白天的时候这些调峰机组停机 , 晚上的时候才开机 。
这就涉及到一个电网消纳比例的问题 , 整个电网系统 , 光伏发电的占比有一个极限 , 这个上限基本上在30%-40%左右 , 具体取决于电网的调峰水平和日常的光照条件 。
那么我们能完全突破这个约束么?能 。
比亚迪|特斯拉、宁德时代与比亚迪们的终极战场
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这个图来自于兴业证券电力设备研究员朱玥的报告:《成长锋芒 , 中国力量》 。 光伏发电要想突破这个30%-40%的上限 , 就需要配置储能设施 , 在中午发电高峰期把电力储存起来 , 到晚上用电高峰期把电放出来 , 这样就可以彻底淘汰掉煤和天然气 , 只用光伏全天候满足整个电网的需求 。
为了突破第二个约束 , 光伏发电需要达到配置了储能设施之后的光伏+储能发电的系统成本低于现有的煤电 , 才能甩开并网约束 , 真正进入哲学上说的“自由王国” , 改变电网 , 也彻底改变这个世界 。
光伏并网对储能的最核心的要求就是 , 绝对价格足够低 , 这个价格指的是全成本 。 我们看兴业证券整理的光伏储能电站中标项目报价情况 , 如下图:
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现在光伏储能电池最低的中标价格为0.86元/wh , 加上电池管理系统(BMS) , 逆变器(PCS)之后的电池系统最低中标价为1.49元/wh , 包括土建、系统集成在内的全光伏储能电站 , 最低为1.94元/wh 。
而这个1.94元 , 就是光伏储能的全成本 。 1.94元/wh , 一度电是kwh , 换算成度电建设成本就是1940元/kwh , 假设可以实现10000次的充放电循环 , 不考虑资金成本 , 摊到每度电上的储能成本就是0.194元 。

但是实际上 , 我们现有的储能电站 , 很难做到1万次的充放电循环寿命 , 普遍在5000次左右 , 那摊到每度电上的成本就是将近0.4元 , 这个价格大约相当于现有火电的价格 , 长期看需要有下降的空间 。
那么储能的成本需要降到什么的价格才会实现突破呢?目前市场普遍的共识是 , 10000次的循环寿命 , 1元/wh的全建设成本 。
按照这个指标计算 , 单度电的储能成本就是0.1元 , 在这个价格下 , 储能电站可以脱离任何的补贴或者峰谷电价差价而独立生存 。 在这个价格下 , 需要光伏发电成本从0.4元/kwh降到0.3元/kwh 。 这样光伏+储能的度电成本将为0.3+0.1=0.4元/kwh , 价格约等于现有的煤电 , 从而彻底摆脱并网约束 。


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