光伏、储能、光储投资性分析和对比

我国已宣布2030年前实现碳达峰、2060年实现碳中和。2030年非化石能源消费比重将达到25%。为确保完成这一政策目标,绿色能源成为主体电源,2030年风电光伏装机规模超过国家承诺的12亿千瓦下限已是共识。这意味着,高比例新能源应用已经成为我国电能输送、配用、消纳的主要场景,而储能是实现并保障高比例电力系统安全、稳定、可靠和高效的强力支撑。从应对气候挑战的战略层面看,储能是支撑“3060”大目标的关键技术,它不止是实现并保障高比例新能源在电力系统的应用,对整个电力系统能量平衡和功率平衡以及建设电力冗余,进而提高系统效率、降低用电成本具有“革命性”的贡献。

安装光伏和风电发电,可以直接减排,是实现碳达峰和碳中和的主力军,而安装储能,可以提高光伏和风电在电网的比例,减少弃风弃光比例,可以间接减排,目前光伏系统和储能系统成本较低,并且在持续下降,投资光伏既有利益,又可响应国家号召,为环保做一份贡献。

下面分析,光伏、光储以及用户侧储能三个项目的特点,投资经济性对比。

例-以深圳某工业厂房为例

该地区高峰时段电价1.0249元/度(9:00—11:30、14:00—16:30、19:00—21:00),平时段电价0.6724元/度(7:00—9:00、11:30—14:00、16:30—19:00、21:00—23:00),低谷时段电价 0.2284元/度(23:00—次日7:00),该工厂平均负载功率为800kVA,工厂是早上8点开工,下午18点收工。一年工作时间为280天左右。以下模式设定为厂房业主有闲余资金自投,光伏发电或者储能用于抵消电费开支,没有计算资金的货款成本,以及税金和租金等各种开支。
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01-光伏并网发电

特点:光伏并网系统,负载优先使用太阳能,当负载用不完后,多余的电送入电网,当光伏电量不足时,电网和光伏可以同时给负载供电,光伏发电依赖于电网和阳光,当电网断电时,逆变器启动孤岛保护功能,太阳能不能发电,负载也不能工作;系统输出功率和光照同步,和电网峰平谷电价没有关系。

根据该公司屋顶可装光伏和面积,负载用电负载功率和用电情况,安装一个500kW的光伏电站,开工期间光伏用电可以全部自用,正常工作日8点之前和18点之后和休息日余量上网,以脱硫电价0.453元卖给电网公司,经过综合计算,自发自用比例为80%,余电上网比例为20%。

按照2021年的光伏电站安装行情,整个系统初装费用为240万元。500kW在深圳地区,平均每年发电50万度,峰段占比最大,约为24万度,按1.025元每度价格算,每年收益约为24.6万元,平段约为16万度,按0.6724元每度价格算,每年收益为10.8万元,余量上网比例为20%为10万度,以脱硫电价0.453元卖给电网公司,总收入为4.5万元,加起来约为40万元,大约6年收加投资。

02-光伏储能系统

相对于并网发电系统,光储系统增加了充放电控制器和蓄电池,系统成本增加了30%左右,但是应用范围更宽。
一是可以设定在电价峰值时以额定功率输出,减少电费开支;二是可以电价谷段充电,峰段放电,利用峰谷差价赚钱;三是当电网停电时,光伏系统作为备用电源继续工作,逆变器可以切换为离网工作模式,光伏和蓄电池可以通过逆变器给负载供电。

上述的项目,在光伏电站增加一个储能系统,光伏继续安装500kW,设计一套250kW储能系统,配备一台250kW的PCS双向储能变流器,1000kWh储能锂电池,整个光储系统初装费用为420万元,光伏平均每年发电50万度,由于安装储能,可以调节光伏电量输出时间,计划安排30万度在电价峰值时功率输出,每年收益约为30.8万元,10万度为平段时间输出,每年收益为6.7万元,20%节假日以脱硫电价0.453元卖给电网公司,总收入为4.5万元,利用峰谷0.8元每度的价差,每天充电800度,充放电效率算0.85,在高峰期放640度,一年约14.2万元;电网停电会给工厂带来较大的损失,停电一小时,可能损失几千到几万元,加装储能系统,可作为备用电源使用,一年估算4.5万左右,每年收益60.7万,大约6.9年收回投资。

上述的项目,根据负载平均功率和光伏峰值功率的容量差距,再改动一下,光伏减少为400kW,储能改为250kW/1250kWh,整个光储系统初装费用为390万元,光伏和储能所有的电改为全部在电价高峰值放出,周末光伏的电除了自用之外储能起来,只有长假期间才送到电网,光伏平均每年发电40多万度,有350天可以全部在电价高峰值放出,大约为38万多度,每年收益约为39万元,2万度电以脱硫电价0.453元卖给电网公司,总收入为0.9万元,利用峰谷0.8元每度的价差,每天充电1250度,充放电效率算0.85,在高峰期放1060度,一年收益约22.5万元,夏天停电时,光储可以工厂持续供电3-4小时,大大增加用电的可靠性,加上储能还可改善功率因素,减少变压器扩容费用,一年估计能增加6.5万,每年收益68.9万, 大约5.7年收回投资.

03-用户侧储能系统

该系统主要设备是双向储能逆变器和蓄电池,电价谷时充电,电价峰时充电,电网停电时,作为后备电源使用。还是上述的项目,我们设计一台500kW的PCS双向储能变流器,2000kWh蓄电池,整个系统初装费用为180万元。

利用峰谷价差充放电,效率算0.8,设计高峰期放1600度,总的价差约1180元,一年算280天约33万元;电网停电会给工厂带来较大的损失,停电一小时,可能损失几千到几万元,加装储能系统,可做为备用电源使用,一年估算5万左右,全部相加约38万元,大约4.7年可以收回投资。

★综合对比

从上表看出,三个方案投资收益有差别,峰谷价差达0.8元的储能系统成本回收期最短,防逆流的并网和光储能系统1回收期稍长,但储能系统寿命短,从全生命周期上看,光伏系统加上储能,并扩展储能系统的应用范围,投资收益最好,最具有发展前景。

血液胆固醇含量和疾病的关系

转者按:本文摘自 柯林·坎贝尔的《中国健康调查报告》第一部分

中国健康调查的经验(三)

我们比较了各县西方病的发病情况,以及膳食和生活方式的差异。让我们惊讶的是,我们发现西方病的一种最强的预测因子是:血液胆固醇水平。

在你的食物中,在你的血液中

胆固醇分为两大类。膳食胆固醇来自我们每天摄入的食物,是食物的一个组成部分,就像糖、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质一样。这种胆固醇只存在于动物性食品。

我们可以在食品的标签中看到这种食品含有多少胆固醇。从餐饮中摄入了多少胆固醇,你的医生是没办法知道的。医生无法衡量你从饮食中摄入多少胆固醇,就像他无法知道你吃了多少热狗或是鸡胸肉一样。但是医生可以测量你血液中的总胆固醇含量是多少。

第二种胆固醇被称为血液总胆固醇水平,简称为血液胆固醇。尽管从化学角度上说,血液胆固醇和膳食来源的胆固醇,其成分是相同的,但是它们所代表的并不是同样的东西。

一个类似的例子是脂肪,膳食脂肪是指你从饮食中摄入的脂肪,如炸薯条中的油脂,而身体内的脂肪是你身体的一个组成部分,它和你早晨抹在土司上的油脂是两回事(如黄油或是奶油)。膳食中摄入的脂肪和胆固醇并不一定会转化成身体中的脂肪和血液胆固醇。

人体合成脂肪和胆固醇的生理过程非常复杂,涉及了数以百计的生化反应,原料包括几十种不同的营养物质。因为这个过程非常复杂,所以你从膳食中摄入大量脂肪和胆固醇对健康的影响与你本身有高血脂和高血胆固醇水平(这是医生检测的指标)对健康的影响是不同的。

在中国某些县,随着血液胆固醇水平的升高,西方病的发病率也在上升。我们对这种现象感到惊奇是因为中国人的胆固醇水平比我们预期的要低得多。中国人的血液胆固醇平均水平大约为127毫克/分升,比美国的平均水平要低近100个点(美国是215毫克/分升)。在中国的某些地方,胆固醇水平甚至低到94毫克/分升。在中国内陆有两组参加调查的妇女,他们的胆固醇水平甚至低到了不可思议的80毫克/分升。

如果你知道你自己的胆固醇水平的话,你就能意识到这些数值有多低了。美国公众的胆固醇水平在170毫克/分升-290毫克/分升。我们胆固醇的下限水平相当于中国农村人群的上限水平。在美国人们认为,如果你血液胆固醇水平低于150毫克/分升的话,你的身体就是有问题的。按照这个说法推测的话,大约85%的中国农村居民的身体都有问题。但是真实的情况不是这样的。低血液胆固醇水平——即使低到按照西方标准认为不够“安全”的水平——意味着心脏病、癌症和其他西方病的发病率会比较低。

除了《中国健康调查报告》,没有人认为在胆固醇水平和某个疾病的发病率之间存在着这样的关联。我们得到了一个惊人的实验结果!当血液胆固醇水平从170毫克/分升下降到90毫克/分升的时候,肝癌Ⅱ、直肠癌Ⅰ、结肠癌Ⅱ、男性肺癌Ⅰ、女性肺癌、乳腺癌、儿童白血病、成年白血病Ⅰ、成年脑癌Ⅰ、儿童脑癌、胃癌以及食管(咽)癌的发病率都显著下降了。此类疾病可以列一个很长的列表!大多数美国人都知道,如果你血液中胆固醇含量太高的话,你应该注意自己的心脏;但是你不知道的是你还应该注意癌症的发病危险。

血液中的胆固醇有好几种,包括低密度脂蛋白胆固醇(LDL)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL)。传统上认为低密度脂蛋白是“坏的”的,而高密度脂蛋白是“好的”。在《中国健康调查报告》中,高水平的、“坏的”低密度脂蛋白胆固醇水平也与西方病的发病率紧密关联。

按照西方的标准来看,这些疾病在中国都是比较少见的。而且中国人血液中的胆固醇水平按照西方标准来看也是非常低的。我们的发现说明中国人血液中的低胆固醇水平(甚至低于170毫克/分升)对健康是有好处的。你现在设想一下,如果某个国家居民血液中的胆固醇含量比中国的平均值水平要高得多,那么这些在中国发病率很低的疾病,如心脏病或肿瘤就会在这个国家比较流行,甚至成为主要的致死原因。这个假想的社会就是我们现在的西方社会。

当然,这是西方社会的真实写照。我想用两项当年研究时的数据来说明这一点。当时,冠状动脉心脏病在美国男性中的发病率比中国农村男性的发病率高17倍,而美国成年女性的乳腺癌的发病率比中国农村女性的发病率高5倍。

在中国西南的四川和贵州两省,冠状动脉心脏病(CHD)的发病率更是惊人的低。在三年的观察期内(1973-1975年),几乎没有任何一个研究对象死于CHD。而在贵州,样本量是24万6千名男性;在四川,我们的样本量是18万1千名女性。

我们公开这些低胆固醇数据以后,我请教了三位非常知名的心脏病研究学者和医生。他们是比尔·卡斯特里博士,比尔·罗博慈博士和小卡德维尔·埃塞尔斯廷博士。请他们从他们的专业角度出发做出评论。在他们的职业生涯中,还没有发现哪位患者血液中的胆固醇水平低于150毫克/分升时,会死于冠状动脉疾病。卡斯特里医生长期担任著名的“弗雷明汉心脏病研究项目”的主任;埃塞尔斯廷医生是克利夫兰诊所知名的心脏外科医生,他为逆转心脏病的研究做出了突出的贡献(参考第五章);而罗博慈医生是最富盛名的一本杂志《心脏病学》的编辑和审稿人。

(转者按:我国常用的总胆固醇单位是毫摩尔,1毫摩尔约等于38.67毫克。

如果能用低脂蔬食把血脂总胆固醇控制在3.7毫摩尔一下,可以避免绝大多数心脑血管事件,大大降低糖尿病、高血压、各种慢性肾病、自体免疫性疾病和癌症的风险。)

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