本文发表在《全球能源互联网》2023年第2期“能源互联网主动支撑新能源供给消纳体系”专题上，受国家重点研发计划项目（2018YFC1902200）、国家自然科学基金（52037006）资助。欢迎品读。

随着国家提出“双碳”目标，新能源的发展已成为国家能源战略的重要组成部分。但新能源的特征对电力系统安全稳定运行带来许多挑战。因此，在新能源电力系统中引入BESS势在必行。然而，传统面向发-输-配-用的相关政策和市场机制未能有效促进BESS参与系统调度，无法根据BESS不同物理特性建立差异化的激励机制。此外，BESS投资规模大，投资成本回收周期长，在大多数场景下不具备成本回收的能力。因此，本文从不同物理特性、需求及市场机制、梯次利用电池适用性等多维度分析如何提升电池储能经济性，为BESS未来发展提供了一定的参考意义。

1）从电池不同物理特性、参与电力系统等方面分析了BESS经济性研究现状；

2）从国内外储能政策的提出、电力市场的运营、碳市场的交易等方面总结了BESS需求及市场机制；

3）分析了梯次利用电池适用场景与经济效益，并挖掘现有的不同BESS经济可行性估算方法，并提出其经济效益提升策略；

4）提出BESS参与电力系统存在的问题，并且提出改善建议。

提升BESS经济性需着重考虑其物理特性、需求和市场机制、BESS的适用性和经济性研究方法4个部分。

（1）BESS由于内部化学材料不同及制造方法差异，使其能量密度、响应时间、功率密度、能量效率、倍率性能、循环寿命、成本特性、支撑响应时间等本质上有所差异，归纳如表1所示。

⬇ 表1 不同物理特性BESS的技术比较

（2）受技术需求、市场激励机制、政策导向的影响，各国在电源侧、电网侧以及用户侧对BESS的需求及市场机制的规则各不相同。对比分析了BESS参与电网侧调频的相关市场机制，具体如表2所示。

⬇ 表2 典型国家的BESS参与调频辅助服务市场对比

（3）根据电力系统不同场景安全可靠性的要求合理配置梯次利用BESS有助于提高其经济效益，并将不同场景、参数特征和BESS的健康状态（state of health，SOH）相结合可提高其全寿命周期的经济效益，归纳如图1所示。

⬆ 图1  BESS的SOH分阶段利用与场景的参数特征

（4）与大多数储能类型相比，当前BESS正处于快速发展阶段，尽管已具有较好的市场机制和激励政策，但成本和安全性问题仍亟待解决。国内外已有大量关于经济性的研究，研究方法大致分为物理特性评估、单一价值或多元价值评估、系统价值评估以及平准化成本评估4种方法，其对比如表3所示。

⬇ 表3 BESS经济可行性估算方法

表3中的4种方法可以相结合计算。首先，通过第一种方法挖掘存在最高经济效益的电池类型，分析其参与不同场景或者多种场景带来的更多价值；其次，通过系统价值评估方法计算其成本与收益；第三，结合LCOE模型计算其全生命周期最佳的度电成本，以体现需求侧和BESS运营商实现最优的经济效益；最终计算BESS参与电力系统对应场景下的净现值（net present value, NPV）、内部收益率（internal rate of return, IRR）以及盈利指数（profitability index, PI），若相关指标不理想，运营商可调整电池储能运行策略，具体如图2所示。

⬆ 图2  BESS四种经济可行性估算方法

综述所述，提高BESS的经济效益大致可分为4个步骤：①BESS物理特性分析；②挖掘BESS的需求和市场机制；③针对未来大量废旧动力电池提出相关的解决方案，挖掘退役电池的场景适用性和经济效益；④BESS经济性研究方法是最为重要的环节，需考虑BESS全环节的相关因素进行分析，并且鼓励新型技术结合BESS参与电力系统优化调度。

 研究团队