Энергетический арбитражный аккумулятор использует систему накопления энергии аккумулятора для зарядки, когда цены на электроэнергию низкие, и разрядки, когда цены высоки, перемещая энергию из более дешевых часов в более дорогие. Идея проста. Экономика - нет.
Видимый разрыв между низкой ценой зарядки и высокой ценой сброса не является прибылью. На это влияют-потери эффективности в обоих направлениях, деградация батареи, рыночные и сетевые сборы, затраты на программное обеспечение и эксплуатационные ограничения. Для покупателя, разработчика или коммерческого энергетического менеджера BESS реальный вопрос во время технико-экономического обоснования заключается не в том, «может ли батарея покупать дешево, а продавать дорого?» Это:
Достаточно ли велик чистый разброс - после потерь эффективности, стоимости цикла, комиссий и простоев -, чтобы покрыть стоимость цикла и риск проекта?
Что такое энергетический арбитраж в аккумуляторных батареях?
Энергетический арбитраж означает зарядку аккумулятора, когда электричество дешевое, и использование или продажу накопленной энергии, когда электричество дороже. Цикл такой: цена падает, аккумулятор заряжается; цена растет, аккумулятор разряжается; проект учитывает разницу между низкой ценой зарядки и высокой стоимостью сброса.
Как это будет происходить, зависит от типа проекта. BESS коммунального масштаба-может осуществлять арбитраж на оптовых рынках на сутки-вперед и в реальном-времени или фиксировать узловые разницы цен. Коммерческие и промышленные предприятия (КиП) обычно осуществляют арбитраж по показаниям счетчика, заряжая электроэнергию в не-время пиковой нагрузки--окна использования и разряжая электроэнергию в периоды пиковой нагрузки, чтобы избежать дорогостоящей электроэнергии в сети. Проект солнечной-плюс-аккумулирующей энергии может заряжаться от избыточной генерации в полдень и разряжаться позже, когда энергия будет стоить дороже. Бизнес-логика одинакова для всех трех значений -, возникающих в результате смещения энергии во времени -, но ограничения и необходимые данные сильно различаются, поэтому одна и та же арбитражная модель редко может быть четко перенесена между ними.
Как работает арбитраж энергии батареи шаг за шагом
Шаг 1. Определите периоды низких-цен взимания платы
Первое требование – это возможность взимать по-настоящему низкую-цену. Обычно это происходит ночью, когда спрос низкий, в полдень, когда выработка солнечной энергии высока, в ветреные периоды с избытком возобновляемых источников энергии, в периоды вне-пиковых тарифов или во время рыночных интервалов с перегруженностью или избытком предложения -, а на некоторых рынках - в периоды отрицательных-цен. Батарея не должна заряжаться только потому, что она разряжена; он должен заряжаться только тогда, когда ожидаемая величина сброса оправдывает затраты на зарядку.
Шаг 2. Храните энергию в безопасном окне SOC
BESS редко использует 100% паспортной мощности каждый день. Операторы устанавливают безопасное состояние-окна-зарядки, чтобы продлить срок службы аккумулятора, выполнить условия гарантии и зарезервировать емкость для других услуг. Батарея емкостью 4 МВтч может обеспечивать заметно меньше 4 МВтч ежедневной резервной энергии, учитывая глубину-пределов-разрядки и резервных запасов. Это важно, поскольку доход от арбитража зависит отгодный к употреблениюэнергии, а не паспортной таблички, напечатанной на контейнере.
Шаг 3. Разгрузка в часы высоких-цен
Батарея разряжается, когда электричество достаточно ценно, чтобы оправдать циклические - вечерние пики, продолжительное время-окна-использования, скачки оптовых цен, периоды перегрузок или пики нагрузки на объекте, когда покупка сети обходится дорого. Выписка должна покрыть первоначальную стоимость взимания плюс потери, деградацию, комиссии и операционный риск, а не просто превзойти цену взимания на бумаге.
Шаг 4. Используйте EMS для оптимизации отправки
Арбитражом сложно управлять вручную. Современная BESS полагается на систему управления энергопотреблением для прогнозирования цен, отслеживания состояния заряда, защиты эксплуатационных ограничений и определения времени каждой зарядки и разрядки. Функциональная система EMS оценивает прогнозы цен, профиль нагрузки объекта, прогнозы генерации возобновляемых источников энергии, состояние заряда,-эффективность передачи туда и обратно, стоимость деградации, влияние спроса-на расходы, экспортные ограничения, рыночные правила и любой резервный-резерв мощности -, а затем решает, следует ли заряжать, разряжать или ждать. Без этого интеллекта батарея заряжается слишком рано, продается слишком дешево, пропускает лучшие окна или тратит срок службы при слабых спредах. На практике качествосистема управления энергопотреблениемчасто отделяет прибыльный арбитражный актив от маржинального.
Валовой спред — это не прибыль
Самая распространенная ошибка — смотреть только на видимый спред. Если вне-пиковая мощность стоит 30 долларов США/МВтч, а пиковая мощность продается по цене 70 долларов США/МВтч, общий спред выглядит как 40 долларов США/МВтч -, но это не предел.
Более полезная формула:
Чистый разброс на сброшенный МВтч=цена сброса – (цена зарядки ÷ эффективность поездки в оба конца) – стоимость деградации – переменные сборы
Поскольку батарея теряет энергию на входе и выходе, эффективная стоимость каждого разряженного МВтч выше, чем предполагает цена зарядки.
Иллюстративный расчет
Предположим, что зарядка составляет 30 долларов США за МВт-ч, разрядка — 70 долларов США за МВт-ч, эффективность туда и обратно — 88 %, стоимость деградации — 6 долларов США за МВт-ч, а переменная плата — 3 доллара за МВт-ч.
- Эффективная стоимость зарядки: $30 ÷ 0.88 =34,09 долл. США/МВтч
- Чистый спред: 70 долларов США – 34,09 долларов США – 6 долларов США – 3=долларов США.26,91 долл. США/МВтч
Таким образом, спред в $40 становится примерно $26,91/МВтч.допостоянные затраты, финансирование и налоги. Если батарея выдает 3,4 МВт полезной энергии за цикл в течение 300 прибыльных циклов в год, примерная годовая арбитражная маржа составит 3,4 × 300 × 26,91 доллара США ≈$27,448.
Два предостережения делают это честным. Цифра в 88 % — это упрощенное предположение на уровне системы-от переменного тока-до-переменного тока; Ежегодный технологический базовый план NREL использует представителяКПД в обе стороны-около 85 % для литий-ионных-хранилищ общего назначения-масштабаи реальная-эффективность системы зависит от преобразовательных, вспомогательных и тепловых нагрузок. Предположение о 300-циклах полностью зависит от волатильности рынка, стратегии отправки и доступности. Это иллюстрация, а не оценка окупаемости -, она предполагает BESS на передней стороне-счетчика с учетом торговой цены и без оплаты за мощность, а также исключает батарею, инвертор, EPC, межсоединение, техническое обслуживание, программное обеспечение, налоги и финансовые затраты, а также любые ограничения пропускной способности в гарантии на батарею.
Какой ценовой спред необходим для оплаты арбитража по батареям?
Изменение формулы дает ответ на вопрос, который на самом деле задают покупатели. Чтобы выйти на уровень безубыточности в рамках цикла, цена сброса должна, по крайней мере, покрывать эффективную стоимость зарядки плюс деградацию и переменные сборы. Используя те же числа: $34.09 + $6 + $3 =43,09 долл. США/МВтч. При цене в 30 долларов это означает, что валовой спред должен примерно превышать13 долларов США/МВтчпросто чтобы выйти на уровень безубыточности на уровне цикла -, и это до того, как будет возмещен хотя бы один доллар фиксированных, финансовых или налоговых затрат.
Практический вывод: "большой-выглядящий" спред заголовка в 40 долларов США может быть хорошим, в то время как спред в 15 долларов США, который на первый взгляд выглядит приемлемым, может оказаться неочевидным,-даже с учетом убытков и комиссий. Прежде чем определить размер запроса предложения, стоит рассчитать разброс безубыточности-с учетом ваших собственных предположений об эффективности, деградации и комиссии, а затем проверить, сколько часов в год ваш рынок или тариф фактически освобождает его. Несколько ежегодных скачков цен не приведут к успеху проекта; вам нужно достаточно прибыльных циклов в течение года.
Ключевые затраты, которые снижают доходы от арбитража батарей
Потери эффективности в обе стороны-поездки
Эффективность обратного-путешествия – это отношение энергии на выходе к энергии на входе. При 88 % заряженные примерно 100 кВтч возвращают около 88 кВтч при определенных условиях; остальное теряется на преобразование, управление температурным режимом и вспомогательные нагрузки. Более низкая эффективность увеличивает эффективную стоимость хранимой энергии и увеличивает стоимость ее сброса, необходимую для достижения безубыточности. Обратите внимание, является ли указанная цифра номером уровня DC/соты-или номером уровня AC-системного---AC, поскольку эти два значения могут отличаться на несколько пунктов, и в банковской модели следует использовать значение уровня системы-.
Деградация батареи и стоимость цикла
Каждый цикл потребляет немного времени автономной работы. Это редко появляется в ежемесячном отчете о доходах, но оно реально и зависит от глубины разряда, среднего уровня заряда, температуры, скорости зарядки и разрядки, химического состава элементов, частоты циклов и управления температурным режимом. В случае арбитража деградацию рассматривайте как стоимость МВт пропускной способности; если спред небольшой, батарея тратит слишком много времени на сделки с низкой-стоимостью. Пониманиесрок службы литий-ионных-систем хранения данныхпри различных схемах езды на велосипеде имеет решающее значение для реалистичного установления этих затрат.
Сетевые сборы, комиссии за транзакции и эксплуатация и техническое обслуживание
В зависимости от рынка и площадки доход от арбитража дополнительно снижается за счет участия в рынке и сборов за маршрут-к-рынку, сборов за импорт или экспорт сети, затрат на измерение и расчеты, сборов за EMS или торговое программное обеспечение, обслуживание, страхование, вспомогательное потребление и тестирование на соответствие. Они сильно различаются в зависимости от страны, рынка, тарифов и структуры проекта, поэтому они должны быть включены в модель с самого начала, а не как второстепенная мысль.
Риск простоя и доступности
Батарея зарабатывает только в периоды правильных цен. Плановое техническое обслуживание, сбои связи, отключения инвертора, температурное снижение мощности и отключения сети — все это врезается в прибыльные циклы, фиксируемые каждый год. Приемлемая для банков модель не должна предполагать идеальную доступность -, она должна дисконтировать количество циклов до реалистичного показателя доступности и проверить обратную сторону.
Когда энергетический арбитраж работает лучше всего
Арбитраж вознаграждает рынки и тарифы, которые создают большие, частые и предсказуемые различия в ценах. Чем больше и регулярнее спред, тем более прибыльные циклы может захватить батарея.
Тарифы на время--использования для объектов C&I.Там, где вне-пиковая и пиковая нагрузки значительно различаются, аккумулятор C&I может заряжаться дешево и разряжаться в периоды высокой нагрузки -, часто совпадающие с периодами пиковой нагрузки.переключение нагрузкии пиковое бритье. Но тариф следует внимательно читать: сборы спроса, экспортные ограничения и резервные сборы могут полностью изменить экономику.
Высокая-солнечная энергия и полуденный спад.На практике некоторые из самых прозрачных арбитражных окон происходят благодаря солнечной энергии. По мере того как проникновение солнечной энергии растет на таких рынках, как CAISO в Калифорнии, чистая нагрузка в полдень и оптовые цены падают, в то время как вечерние цены остаются высокими -Управление энергетической информации США документирует углубление «утиной кривой». Аккумулятор может заряжаться в этот дешевый полуденный период и разряжаться в вечерний пик, и именно поэтомусочетание солнечной энергии с аккумуляторомэто такая распространенная арбитражная установка.
Региональные различия в ценах и перегруженность дорог.На оптовых рынках с узловым ценообразованием ограничения на передачу создают разницу в ценах в зависимости от местоположения. Батарея, расположенная в правильной зоне, может регистрировать значение перегрузки -, но это продвинутая стратегия, требующая подробных узловых данных, анализа межсоединений и доступа к рынку, и возможности могут измениться по мере модернизации сети.
Когда арбитраж батареи не имеет смысла
Арбитраж не подходит, когда цены остаются неизменными, когда разница между меж-пиковыми-и-пиковыми периодами невелика или когда сетевые тарифы стирают спред. Он также выходит из строя, когда батарея не может экспортироваться или участвовать в рынке, когда нет автоматической отправки, когда гарантия слишком жестко ограничивает цикличность или когда деградация превышает предполагаемую. А если актив зависит от редких скачков цен или должен резервировать большую часть своих мощностей для резервного питания, арбитраж не может быть основой экономического обоснования. Правило справедливо в любом случае: существующая разница в цене не является основанием для циклического изменения - спред должен достичь уровня безубыточности-при наличии запаса.
Стоит ли выбирать BESS для арбитража?
Для покупателей и застройщиков более полезный вопрос, чем «работает ли арбитраж?» "должна ли батарея бытьразмерныйвокруг него?» Три ситуации четко разделяются.
- Арбитраж может быть основным вариантом использованиякогда цены нестабильны, время-использования-широки или оптовый разброс велик, период пиковой нагрузки предсказуем, а уровень заряда достаточно гибок, чтобы его можно было менять ежедневно, не вступая в противоречие с другими обязательствами.
- Арбитраж должен оставаться второстепеннымкогда цены относительно стабильны, когда строгий резервный резерв блокирует емкость или когда экспортные ограничения ограничивают возможности батареи - здесь арбитраж является оппортунистическим потенциалом роста, а не драйвером окупаемости.
- Арбитраж нуждается в стекированиив большинстве реальных проектов C&I: лучше всего он окупается в сочетании со снижением пиковых нагрузок, самопотреблением солнечной энергии-и доступными сетевыми услугами, так что ни один источник дохода не отражает всю ситуацию.
Для многих проектов КиИ сам по себе арбитраж редко является драйвером полной окупаемости, если только разброс тарифов не является необычайно широким или батарея также не снижает плату за спрос. Это единственное решение переосмысливает задачу определения размера с «максимальной продолжительности» на «сопоставление заряда батареи с той ценностью, которую сайт может фактически получить».
КиИ и коммунальные услуги-Масштаб против солнечной энергии-Плюс-арбитраж систем хранения данных
| Измерение | C&I за--метром | Коммерческий-продавец | Солнечная энергия-плюс-хранилище |
|---|---|---|---|
| Источник зарядки | Вне-тариф сети в часы пик | Оптовый рынок на день-вперед/в реальном-времени | Избыток солнечной энергии на месте (плюс сеть) |
| Значение разряда | Избежание пиковых тарифов и сборов за спрос | Оптовые цены в часы пик и в пробках | Вечерний пик / экспорт более высоких-ценностей |
| Основное ограничение | Тарифный дизайн, экспортные ограничения | Волатильность цен, доступ к рынку | Профиль солнечной энергии, пределы инвертора/соединения |
| Требуемые данные | Интервальная нагрузка, таблица TOU, плата за спрос | История цен на узлы, исследование взаимосвязей | Профиль солнечной генерации, конструкция муфты |
| Типичный риск | Изменения тарифов разрушают спред | Распространение сжатия по мере увеличения объема памяти | Перестройка, если солнечная энергия и нагрузка не совпадают |
Это типичные соображения, а не фиксированные правила; правильная структура зависит от структуры местного рынка и целей проекта. Покупатели, оценивающие первые две строки, могут сравнить аппаратные пути через нашрешения для коммерческого и промышленного хранения, в котором указаны наиболее часто используемые конфигурации счетчика.
Энергетический арбитраж против пикового сглаживания против накопления доходов
Арбитраж — это лишь один из способов заработка батареи. Многие проекты используют суммирование доходов, распределяя их между несколькими потоками создания ценности -, но эти потоки могут конфликтовать, поскольку одна и та же мощность не может обслуживать все сразу.
| Стратегия | Основная ценность | Лучшее для | Основной риск |
|---|---|---|---|
| Энергетический арбитраж | Фиксация ценовых спредов | Неустойчивые рынки, тарифы TOU, солнечная энергия-плюс-хранилище | Сжатие распространения, стоимость цикла |
| Пиковое бритье | Снижение платы за спрос | Площадки C&I с высокими расходами | Плохое прогнозирование нагрузки |
| Переключение нагрузки | Снятие потребления с-пикового уровня | Тарифы на услуги по времени--использования | Изменения тарифов |
| Регулирование частоты | Быстрый отклик сети | Активы,-участвующие на рынке | Насыщение цен на услуги |
| Плата за мощность | Доступность во время стресса системы | Приемлемые проекты коммунального-масштаба | Квалификация и правила выступления |
| Резервное питание | Устойчивость во время простоев | Критические объекты | Альтернативная стоимость зарезервированной мощности |
Если предприятие должно иметь 50% резерва для резервного копирования, эта половина недоступна для ежедневного арбитража. Если батарея используется в энергосистеме в установленные часы, она не сможет добиться лучшего показателя за день. Вот почему стратегия диспетчеризации имеет такое же значение, как и размер оборудования -, и почемупиковое бритье с аккумуляторомочень часто сочетается с арбитражем, а не рассматривается как альтернатива ему.
Как оценить проект BESS по энергетическому арбитражу
Реальная оценка выполняется за пять ходов.Сначала соберите данные:интервальные цены на электроэнергию, время-использования и структура спроса-, профиль нагрузки на объект, ограничения на экспорт и межсоединение, мощность аккумулятора и номиналы энергии, полезное окно SOC, эффективность туда и обратно,-эффективность туда и обратно, ожидаемый срок службы и гарантийные пределы, а также предположения по EMS, эксплуатации и техническому обслуживанию, а также финансовые предположения. Без них любая оценка является предположением.
Во-вторых, определите операционную стратегию- один цикл в день, несколько неполных циклов, зарезервированная резервная емкость, пиковый-приоритет сокращения или участие на рынке -, поскольку этот выбор определяет количество циклов, деградацию и доступную мощность.В-третьих, рассчитывайте чистый спред, а не спред заголовков.затем умножьте полезную энергию разряда на ожидаемые прибыльные циклы.В-четвертых, запускайте базовые, высокие и низкие случаи.и проверить чувствительность к эффективности, деградации, изменениям тарифов, доступности и рыночным сборам.В-пятых, сравните арбитражную маржу со стоимостью полного жизненного цикла.- аккумулятор, ПК и трансформатор, установка, соединение, EMS, техническое обслуживание, расширение, финансирование, налоги и окончание-срока-срока службы -, а не только ежедневная торговая прибыль. Проект, основанный только на арбитраже, несет больший рыночный риск, чем проект, в котором арбитраж является частью более широкого стека.
Часто задаваемые вопросы
Что такое аккумуляторное хранилище с энергетическим арбитражем?
Он использует аккумуляторную систему хранения энергии для зарядки при низких ценах на электроэнергию и разрядки при высоких, фиксируя разницу между периодами низких- и высоких-цен.
Выгоден ли энергетический арбитраж для хранения аккумуляторов?
Это возможно, когда чистый разброс - после потерь в обоих направлениях, деградации, комиссий и простоев - достаточно велик, чтобы покрыть стоимость цикла и риск проекта. Это не является автоматически прибыльным только потому, что пиковые цены превышают вне-цены в часы пик.
Какой ценовой спред мне нужен для оплаты арбитража?
Достаточно, чтобы цена за разряд покрыла эффективную стоимость зарядки (цена зарядки ÷ эффективность поездки туда и обратно), а также деградацию и переменные сборы, при этом остается маржа для фиксированных и финансовых затрат. Рассчитайте безубыточность-для своих собственных показателей, а затем проверьте, сколько часов в год ваш рынок очищает ее.
Как эффективность двустороннего-перехода влияет на арбитраж?
Это снижает полезную энергию разряда по сравнению с той, которая была заряжена, повышая эффективную стоимость накопленной энергии и цену разряда, необходимую для достижения безубыточности. Используйте значение AC-уровня системы-для-AC, а не цифру уровня-ячейки.
Имеет ли значение деградация батареи при энергетическом арбитраже?
Да. Для арбитража требуется езда на велосипеде, а езда на велосипеде расходует заряд батареи. Преобразуйте деградацию в стоимость МВт пропускной способности и включите ее в модель.
Является ли энергетический арбитраж тем же, что и сглаживание пиковых значений?
Нет. Арбитраж фиксирует разницу цен во времени; Снижение пиковой нагрузки снижает максимальную потребность предприятия, что позволяет снизить плату за потребление. Батарея C&I может выполнять и то, и другое, но отправку необходимо планировать, чтобы они не конфликтовали.
Должен ли проект BESS полагаться только на арбитраж?
Обычно нет. Арбитраж лучше всего оценивать как часть экономического обоснования в сочетании со снижением пиковой нагрузки, резервным электроснабжением или сетевыми услугами, если таковые имеются, чтобы проект не подвергался воздействию единого потока доходов.
Вывод: арбитраж — это инструмент, а не все бизнес-кейс
Арбитражные аккумуляторы для хранения энергии могут создать реальную ценность, но только тогда, когда экономика моделируется честно. Разворот заголовка — это отправная точка; решение зависит от чистого спреда, уровня безубыточности-, полезной мощности, операционной стратегии, времени простоя и рыночных правил. Для покупателей C&I арбитраж обычно наиболее эффективен наряду со снижением пиковых нагрузок и перераспределением нагрузки. Для проектов коммунального-масштаба это один уровень торгового или контрактного стека. При использовании солнечной энергии-плюс-хранилища энергия с низкой-ценностью в полдень перемещается в сторону более высокой-цены в вечерние часы.
Прежде чем определять размер BESS с учетом арбитража, начните со своих данных - о тарифах, истории цен, профиле нагрузки, размере батареи, эффективности, гарантии и циклической стратегии - рассчитайте реальный чистый спред и безубыточность-, протестируйте несколько сценариев и решите, должен ли арбитраж вести экономическое обоснование или поддерживать его. Если вам нужна оценка конкретного оборудования и продолжительности, отправьте свой тариф, профиль нагрузки и целевую мощность группе инженеров поставщика для первичной-проверки.