融資租賃模式下儲能電站項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益與風(fēng)險(xiǎn)分析

吳善進(jìn)，崔承剛，楊 寧，陳 輝

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融資租賃模式下儲能電站項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益與風(fēng)險(xiǎn)分析

吳善進(jìn)，崔承剛，楊 寧，陳 輝

（上海電力學(xué)院自動化工程學(xué)院，上海 200090）

儲能項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性是制約儲能項(xiàng)目商業(yè)化的重要因素之一。其中商業(yè)模式對項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。通過分析國內(nèi)儲能系統(tǒng)相關(guān)政策與發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)給定的儲能項(xiàng)目系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與盈利方式，建立項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)模型，通過內(nèi)部收益率、投資回收期和發(fā)展成本等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)評價(jià)了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)一步，以儲能項(xiàng)目商業(yè)化融資難的問題為突破點(diǎn)，引入直接融資租賃模式，評估了在融資租賃公司低成本采購優(yōu)勢下項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。通過分析可知，融資租賃模式的引入可以緩解企業(yè)前幾年的資金壓力，提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

儲能電站；經(jīng)濟(jì)效益；補(bǔ)貼；融資租賃；風(fēng)險(xiǎn)分析

儲能即為能量的存儲，指通過某種介質(zhì)或設(shè)備，將一類能量形式用同一類或者轉(zhuǎn)換成另一類能量形式進(jìn)行存儲，再根據(jù)將來應(yīng)用的需求，以特定的能量形式釋放的一種過程[1]。

隨著風(fēng)力和光伏發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，智能電網(wǎng)的逐漸推廣和間歇性可再生能源入網(wǎng)需求的不斷擴(kuò)大，這些都對電能質(zhì)量以及供電的穩(wěn)定性提出了更高的要求，因此儲能技術(shù)的研究與發(fā)展有待進(jìn)一步深入[2]。近年來，為了推動儲能技術(shù)發(fā)展，我國出臺了相關(guān)政策。2015年3月，中共中央和國務(wù)院聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》，要求積極發(fā)展融合先進(jìn)儲能技術(shù)、信息技術(shù)的微電網(wǎng)和智能電網(wǎng)技術(shù)[3]。2016年2月，國家發(fā)展改革委員會、能源局、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》（發(fā)改能源〔2016〕392號），儲能作為智慧能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，多次被重點(diǎn)提及[4]。2017年3月國家能源局印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》指出了儲能系統(tǒng)為智能電網(wǎng)、可再生能源高占比的能源系統(tǒng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要組成部分及關(guān)鍵技術(shù)[5]。這些政策文件的發(fā)布，為我國儲能市場的商業(yè)化應(yīng)用提供了巨大的空間，有望促成相關(guān)儲能應(yīng)用盈利模式。

目前，國內(nèi)外的儲能技術(shù)分為物理儲能（包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等）、電化學(xué)儲能（包括各類蓄電池、燃料電池儲能等）、電磁場儲能（超導(dǎo)磁儲能、超級電容儲能等）、儲熱（包括顯熱儲能、相變儲能和化學(xué)反應(yīng)儲能）等[1]。電化學(xué)儲能主要是以鉛酸電池和鋰離子電池為主，應(yīng)用于大規(guī)模電站中，以削峰填谷和平滑電站出力。其中，鋰離子電池由于能量比較高、使用壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)勢被廣泛使用[16]。

隨著儲能行業(yè)巨大的市場需求日漸清晰，技術(shù)不斷突破，2018年1月，南方監(jiān)管局發(fā)布了《南方區(qū)域電化學(xué)儲能電站并網(wǎng)運(yùn)行管理及輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則（試行）》，細(xì)則允許了儲能系統(tǒng)通過調(diào)峰獲得補(bǔ)貼，但國內(nèi)仍未出臺全國性的補(bǔ)貼政策。由于儲能項(xiàng)目建設(shè)成本高昂，投資回收期相對較長，收益較低，因此，儲能產(chǎn)業(yè)尚未形成清晰的商業(yè)化模型。在這樣的背景下，分析我國儲能產(chǎn)業(yè)運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性，引入融資租賃模式，探討其商業(yè)模式，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本工作通過給定儲能電站項(xiàng)目結(jié)構(gòu)和盈利方式，建立了經(jīng)濟(jì)模型，并對相關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算與評價(jià)。進(jìn)一步，將融資租賃模式應(yīng)用到儲能電站項(xiàng)目系統(tǒng)融資中，對儲能電站項(xiàng)目的效益與風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，通過計(jì)算研究發(fā)現(xiàn)，融資租賃模式的引入可以緩解企業(yè)前幾年的資金壓力。

1 儲能項(xiàng)目系統(tǒng)及其經(jīng)濟(jì)模型

1.1 儲能電站系統(tǒng)

儲能是分布式能源系統(tǒng)和智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，一個(gè)儲能電站系統(tǒng)包括電池、電池管理模塊（BMS）、儲能逆變器（PCS）、調(diào)度中心、能量管理系統(tǒng)（EMS）和測控系統(tǒng)[6]。

設(shè)置儲能系統(tǒng)可以優(yōu)先利用電網(wǎng)低谷電力進(jìn)行儲能，在電網(wǎng)波峰期間放電，通過峰谷電價(jià)差取得經(jīng)濟(jì)效益。這不僅可以提高用戶供電的可靠性，還可以通過削峰填谷降低企業(yè)用電容量需求。

1.2 儲能電站系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模型

1.2.1 系統(tǒng)成本

1.2.2 內(nèi)部收益率

內(nèi)部收益率（IRR）是在考慮時(shí)間價(jià)值的條件下，資金流入與流出現(xiàn)值的總額相等、凈現(xiàn)值等于零時(shí)的折現(xiàn)率。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如式(2)

式中，為投資計(jì)算期，包括建設(shè)期和運(yùn)營期，NPV（IRR）是以內(nèi)部收益率折現(xiàn)的凈現(xiàn)值，CI為現(xiàn)金流入量，CO為現(xiàn)金流出量，(CI-CO)是第年的凈現(xiàn)金流量。

內(nèi)部收益率是投資項(xiàng)目渴望達(dá)到的報(bào)酬率，一般而言，該指標(biāo)越大，收益越好。

1.2.3 投資回收期

投資回收期是指從項(xiàng)目的投建之日起，用項(xiàng)目所得的凈收益償還原始投資所需要的年限。在一定程度上，投資回收期長短代表資本的周轉(zhuǎn)速度快慢。在儲能電站項(xiàng)目中進(jìn)行投資回收期分析的現(xiàn)實(shí)意義重大。

其數(shù)學(xué)表達(dá)式如式(3)

式中，為投資回收期。

1.3 儲能電站項(xiàng)目的盈利模式

儲能通過削峰填谷可賺取峰谷價(jià)差[8]，是儲能系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的盈利模式。圖1、圖2展示了經(jīng)典的儲能削峰填谷的案例。某企業(yè)的白天及夜晚負(fù)荷較多，半夜負(fù)荷較少，在給定峰谷價(jià)差下，若配置400 kW/2 MW·h的儲能系統(tǒng)，在用電低谷期凌晨0—8時(shí)、以200 kW的功率給儲能裝置進(jìn)行充電，12—17時(shí)以400kW的功率給儲能裝置進(jìn)行充電，白天用電高峰期8—12點(diǎn)，17—21點(diǎn)以400 kW的功率利用儲能裝置進(jìn)行放電，兩充兩放，可降低企業(yè)用電成本[9]。

圖1 執(zhí)行電價(jià)與負(fù)荷曲線

圖2 削峰填谷充放電策略

2 基本數(shù)據(jù)

本工作擬以儲能項(xiàng)目較為成熟的江蘇省為背景，某企業(yè)建造儲能電站為例，進(jìn)行分析。儲能電站裝機(jī)容量為20 MW·h，用于充電調(diào)峰服務(wù)，接受電網(wǎng)調(diào)度，盈利方式為賺取電價(jià)峰谷價(jià)差。儲能電站接入110 kV變電站的10 kV側(cè)，谷時(shí)從國家電網(wǎng)供電公司購電，峰時(shí)賣給工廠用電。儲能電站采用集裝箱式的儲能系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)。

儲能電站系統(tǒng)總?cè)萘? MW×4h，電站設(shè)計(jì)分為5個(gè)1 MW儲能單元[10]。每個(gè)儲能單元由2套電池系統(tǒng)并聯(lián)，分別接入儲能逆變器的直流側(cè)，再由交流側(cè)接入1臺雙分裂變壓器的低壓側(cè)，變電后通過配電柜連接到0.4 kV交流母線。結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 儲能電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在該儲能電站系統(tǒng)中，磷酸鐵鋰電池容量選用20 MW·h，儲能逆變器功率選用5 MW（500 kW×10），每次充放電時(shí)間為4 h，折舊年限為10年。該鋰電池基本信息如表1所示。

表1 所選用磷酸鐵鋰電池性能信息

3 經(jīng)濟(jì)性評估

根據(jù)江蘇省《省物價(jià)局關(guān)于合理調(diào)整電價(jià)結(jié)構(gòu)有關(guān)事項(xiàng)的通知（蘇價(jià)工〔2017〕124號）》，對江蘇省工業(yè)用電峰谷分時(shí)銷售電價(jià)調(diào)整可知，從2017年7月1日起，10 kV側(cè)接入的大工業(yè)用戶分時(shí)電價(jià)如表2所示。

表2 江蘇省工業(yè)用電峰谷分時(shí)銷售電價(jià)表

3.1 儲能電站項(xiàng)目投資預(yù)算

儲能電站靜態(tài)總投資包括設(shè)備和工、器具購置費(fèi)、建筑安裝工程費(fèi)和工程建設(shè)、其它費(fèi)用和基本預(yù)備費(fèi)等。

在第二部分儲能案例中，設(shè)備款包括電池部分、電池管理系統(tǒng)（BMS）、儲能逆變器（PCS）和能量管理系統(tǒng)（EMS）部分，直流配電柜等設(shè)備的采購費(fèi)用[11]。其靜態(tài)總投資應(yīng)還包括其余工程設(shè)計(jì)施工等款項(xiàng)與文件核準(zhǔn)和前期開發(fā)費(fèi)用。根據(jù)表3的項(xiàng)目總投測算表，可預(yù)計(jì)總投為3919萬元。

表3 項(xiàng)目總投測算表

注：表中，磷酸鐵鋰電池售價(jià)數(shù)據(jù)來源于第一電動網(wǎng)。

3.2 儲能電站度電成本

度電成本即LCOE，指電站全壽命周期中滿足一定資本金收益率（折現(xiàn)率）條件下能夠保證收支平衡的最低上網(wǎng)電價(jià)，是投資決策時(shí)所需參考的重要數(shù)據(jù)。度電成本從全壽命周期考慮并包含了運(yùn)維費(fèi)用、財(cái)務(wù)成本以及資金收益率[12]，一般而言，度電成本大于發(fā)電成本。

在不考慮折現(xiàn)率時(shí)，儲能電站的度電成本的數(shù)學(xué)表達(dá)式如式(4)所示

儲能電池的日充放電次數(shù)為1次，一年充放電次數(shù)為365次（365天×1次/天），根據(jù)式(4)計(jì)算可得度電成本為0.72元/kW·h。

3.3 融資前不計(jì)補(bǔ)貼時(shí)經(jīng)濟(jì)性分析

當(dāng)儲能電站純靠削峰填谷盈利時(shí)，計(jì)每年放電天數(shù)為365天，電池年衰減率為3%，通過表4和表5，計(jì)算可得該項(xiàng)目的全投資內(nèi)部收益率為-5%，在經(jīng)營期內(nèi)無法回收投資。

表4 融資前、不計(jì)補(bǔ)貼時(shí)損益分析表

表5 融資前、不計(jì)補(bǔ)貼時(shí)凈現(xiàn)金流量

3.4 融資前計(jì)補(bǔ)貼的經(jīng)濟(jì)性分析

在《南方電儲能電站并網(wǎng)及輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則（試行）》中，提出了一種適用于南方區(qū)域地市級及以上電力調(diào)度機(jī)構(gòu)直接調(diào)度的、并與電力調(diào)度機(jī)構(gòu)簽訂了并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議的容量為2 MW/0.5h及以上的儲能電站的儲能補(bǔ)貼政策，儲能電站根據(jù)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)指令進(jìn)入充電狀態(tài)的，按其提供充電調(diào)峰服務(wù)統(tǒng)計(jì)，對充電電量進(jìn)行補(bǔ)償，具體補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為0.05萬元/MW·h。本工作假設(shè)江蘇省在項(xiàng)目運(yùn)營期內(nèi)借鑒該儲能補(bǔ)貼方案，即每度電補(bǔ)貼0.5元。通過表6和表7計(jì)算，可得該項(xiàng)目的全投資內(nèi)部收益率為3%，投資回收期為9.10年。

表6 融資前、計(jì)補(bǔ)貼時(shí)損益分析表

表7 融資前、計(jì)補(bǔ)貼時(shí)凈現(xiàn)金流量

4 基于融資租賃模式的儲能電站系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評估

純靠削峰填谷收益，儲能項(xiàng)目的投資回收期很長，在本文的第四部分，引入融資租賃模式，分析其在儲能電站系統(tǒng)中的應(yīng)用。

4.1 融資租賃模式簡介

融資租賃模式是指，承租方選定租賃物及相應(yīng)的供應(yīng)商，由出租方提供資金來采購租賃物，且根據(jù)融資租賃協(xié)議約定的租賃年限、租賃利率（利率水平以及每年利率調(diào)整方式）、租金支付方式、保證金金額以及付息方式、手續(xù)費(fèi)相關(guān)規(guī)定、租賃物殘值處置方式等系列條款，由出租方出租給承租方使用。在租賃期限內(nèi)，承租方按有關(guān)規(guī)定，將租賃物作價(jià)計(jì)入到固定資產(chǎn)并且計(jì)提折舊，負(fù)責(zé)對租賃物實(shí)施保養(yǎng)和維護(hù)。租賃期結(jié)束且租金也支付完畢后，承租方可按照融資租賃相關(guān)協(xié)議約定，選擇按較低的名義價(jià)留購租賃物，或者續(xù)租和退租[13]。

融資租賃通常分為以下幾種模式。

（1）直接融資租賃。直接融資租賃簡稱為直接租賃或直租，是融資租賃的傳統(tǒng)形式，即由融資租賃公司按照承租方的選擇，直接向供應(yīng)商購買設(shè)備，并將設(shè)備出租給承租方。當(dāng)租賃期滿，設(shè)備的所有權(quán)轉(zhuǎn)移至承租方。

（2）融資性經(jīng)營租賃。融資性經(jīng)營租賃是非全額清償?shù)娜谫Y租賃模式，即在直租的基礎(chǔ)上，融資租賃公司概算租金總額時(shí)通常會留有一定余值。在租賃期限內(nèi)，出租方可選擇對租賃設(shè)備提供或者不提供設(shè)備的維修、保養(yǎng)服務(wù)。在會計(jì)處理方面，租賃物設(shè)備的折舊額仍由出租方進(jìn)行提取。租賃期滿后，出租方通過二手市場或承租方留購等方式對租賃物進(jìn)行處置。

（3）售后回租。售后回租模式簡稱回租，是指承租方將自身已具有所有權(quán)的設(shè)備或其它資產(chǎn)出售給融資租賃公司，再與租賃公司簽訂融資租賃合同，最后將該設(shè)備或資產(chǎn)從融資租賃公司處回租并使用的方式。

4.2 直接融資租賃模式在儲能電站項(xiàng)目中的應(yīng)用

目前，儲能技術(shù)不夠成熟，成本和資金需求較高，而項(xiàng)目收益率較低，因此，需要很長一段投資回收期。另外，儲能電站的商業(yè)模式尚未定形，儲能市場企業(yè)信用評級普遍較低，綜合考慮來看，直接租賃是較優(yōu)的選擇。選擇這種方式的優(yōu)勢在于直接租賃模式受承租方的資信狀況的影響較小，而且，利用融資租賃公司的專業(yè)運(yùn)作能力、資源優(yōu)勢和談判能力，還可以降低租賃物的購置成本。

以第三部分儲能電站項(xiàng)目為例，不計(jì)補(bǔ)貼時(shí)，儲能電站在運(yùn)營期內(nèi)無法回收投資。計(jì)入補(bǔ)貼后，儲能電站的全投資內(nèi)部收益率為3%。

由于融資租賃公司行業(yè)內(nèi)業(yè)務(wù)的開放性，一般向總包方進(jìn)行設(shè)備采購時(shí)可以享受一定折扣。在本文例中，假設(shè)采購設(shè)備享受了9折后，總投資成本降為3567.1萬元，計(jì)入補(bǔ)貼后，通過表8、表9計(jì)算可得該項(xiàng)目的全投資內(nèi)部收益率為4%，投資回收期為8.42年。

表8 融資后、計(jì)補(bǔ)貼時(shí)損益分析表

表9 融資后、計(jì)補(bǔ)貼時(shí)凈現(xiàn)金流量

引入直接融資租賃模式，該企業(yè)向出租人（融資租賃公司）融資3167.1萬元，用于購買儲能電池和其它設(shè)備，根據(jù)企業(yè)的采購要求，由融資租賃公司9折采購，再向該企業(yè)租賃。租賃設(shè)備價(jià)格如表10所示（僅涉及租賃設(shè)備的價(jià)格）。設(shè)起租日為2018年3月20日，融資期限為5年（60個(gè)月），還款方式為按季付息，等額本金。融資租賃公司收取利率為6.5%/年，手續(xù)費(fèi)為2%，手續(xù)費(fèi)每年收取一次，在第一個(gè)結(jié)息日收取第一年手續(xù)費(fèi)，在第二年的第一個(gè)結(jié)息日收取第二年手續(xù)費(fèi)，依此類推。企業(yè)租金支付表如表11所示。

表10 租賃設(shè)備價(jià)格

可見，企業(yè)前5年每年還款壓力相對而言較少，運(yùn)營更加靈活[15]。

同時(shí)，融資租賃公司的租賃利息通常高于其融資成本，融資租賃公司可通過獲得租賃利差與手續(xù)費(fèi)賺取利潤，在上述案例中，融資租賃公司租賃期滿可以獲得612萬的稅后收入，累計(jì)收益率為19%，可見融資租賃公司收益可觀。

4.3 直接融資租賃模式在儲能電站應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)性分析及相關(guān)對策建議

4.3.1 儲能電站長期運(yùn)行可靠性

當(dāng)儲能電站與風(fēng)、光分布式能源聯(lián)合投入運(yùn)行時(shí)，棄風(fēng)棄光可能會造成設(shè)備無法正常投入運(yùn)行。

表11 租金支付表

儲能系統(tǒng)設(shè)備昂貴，應(yīng)定期進(jìn)行設(shè)備檢測、維護(hù)、檢修來規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

4.3.2 儲能電站補(bǔ)貼落實(shí)

目前除《南方電儲能電站并網(wǎng)及輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則（試行）》外，儲能電站沒有其它配套的補(bǔ)貼計(jì)劃，落實(shí)補(bǔ)貼方式及補(bǔ)貼下發(fā)等問題是一項(xiàng)儲能系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行融資的較大風(fēng)險(xiǎn)。

4.3.3 儲能電站項(xiàng)目造價(jià)過高，不計(jì)補(bǔ)貼的收益較低，國家應(yīng)盡快出臺相關(guān)補(bǔ)貼政策，融資租賃公司需對承租企業(yè)的償債能力、資產(chǎn)抵押能力進(jìn)行評級，確認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)[14]。

5 結(jié) 論

本文對不計(jì)補(bǔ)貼、計(jì)補(bǔ)貼時(shí)的儲能電站具體案例的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析研究。針對儲能電站投資收益率不高，且融資難等特點(diǎn)，在儲能電站項(xiàng)目中引入了融資租賃模式，該模式的引入可以緩解企業(yè)前幾年的資金壓力。最后，文章對融資租賃模式在儲能電站應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析并提出了相關(guān)建議。本工作相關(guān)分析與結(jié)論可為后續(xù)儲能電站融資與收益率分析提供參考。

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Analysis of economic benefits and risks of energy storage project under financial leasing model

WU Shanjin, CUI Chenggang, YANG Ning, CHEN Hui

(College of Automation Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200090, China)

The economic benefit of energy storage projects is one of the important factors restricted the application of energy storage systems. Its business model is closely related to the investment economic analysis. Given the structure and profitability of an energy storage project the relevant economic indicators such as internal rate of return and investment payback period are calculated and explained based on the analysis of the related policies and development status of domestic energy storage system. Further, since energy storage projects have commercial financing difficulties, this paper has introduced a direct financing lease model to evaluate the economics of projects under the low-cost procurement advantages of financial leasing companies.Through analysis, we can see that the introduction of the financial leasing model can ease the financial pressure of the company in previous years and improve the economic benefits of the project.

energy storage project; economic benefit; subsidies; financial lease; risk analysis

10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0128

TM 9

A

2095-4239（2018）06-1217-09

2018-07-25；

2018-09-05。

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（51607111），上海市科委地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目（15160500800）。

吳善進(jìn)（1995—），女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)閮δ芟到y(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析，E-mail：fragrantwu@126.com；

崔承剛，博士，講師，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榭稍偕茉磧?yōu)化調(diào)度，E-mail：cgcui@shiep.edu.cn。