融资租赁模式下储能电站项目的经济效益与风险分析

吴善进，崔承刚，杨 宁，陈 辉



融资租赁模式下储能电站项目的经济效益与风险分析

吴善进，崔承刚，杨 宁，陈 辉

（上海电力学院自动化工程学院，上海 200090）

储能项目的经济性是制约储能项目商业化的重要因素之一。其中商业模式对项目经济性起着决定性作用。通过分析国内储能系统相关政策与发展现状，根据给定的储能项目系统结构与盈利方式，建立项目经济模型，通过内部收益率、投资回收期和发展成本等经济性指标评价了项目的经济性。进一步，以储能项目商业化融资难的问题为突破点，引入直接融资租赁模式，评估了在融资租赁公司低成本采购优势下项目的经济性。通过分析可知，融资租赁模式的引入可以缓解企业前几年的资金压力，提高项目的经济效益。

储能电站；经济效益；补贴；融资租赁；风险分析

储能即为能量的存储，指通过某种介质或设备，将一类能量形式用同一类或者转换成另一类能量形式进行存储，再根据将来应用的需求，以特定的能量形式释放的一种过程[1]。

随着风力和光伏发电等新能源产业的飞速发展，智能电网的逐渐推广和间歇性可再生能源入网需求的不断扩大，这些都对电能质量以及供电的稳定性提出了更高的要求，因此储能技术的研究与发展有待进一步深入[2]。近年来，为了推动储能技术发展，我国出台了相关政策。2015年3月，中共中央和国务院联合发布了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》，要求积极发展融合先进储能技术、信息技术的微电网和智能电网技术[3]。2016年2月，国家发展改革委员会、能源局、工业和信息化部联合发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》（发改能源〔2016〕392号），储能作为智慧能源发展的关键技术，多次被重点提及[4]。2017年3月国家能源局印发的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见（征求意见稿）》指出了储能系统为智能电网、可再生能源高占比的能源系统与“互联网+”智慧能源的重要组成部分及关键技术[5]。这些政策文件的发布，为我国储能市场的商业化应用提供了巨大的空间，有望促成相关储能应用盈利模式。

目前，国内外的储能技术分为物理储能（包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等）、电化学储能（包括各类蓄电池、燃料电池储能等）、电磁场储能（超导磁储能、超级电容储能等）、储热（包括显热储能、相变储能和化学反应储能）等[1]。电化学储能主要是以铅酸电池和锂离子电池为主，应用于大规模电站中，以削峰填谷和平滑电站出力。其中，锂离子电池由于能量比较高、使用寿命长、绿色环保等优势被广泛使用[16]。

随着储能行业巨大的市场需求日渐清晰，技术不断突破，2018年1月，南方监管局发布了《南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务管理实施细则（试行）》，细则允许了储能系统通过调峰获得补贴，但国内仍未出台全国性的补贴政策。由于储能项目建设成本高昂，投资回收期相对较长，收益较低，因此，储能产业尚未形成清晰的商业化模型。在这样的背景下，分析我国储能产业运营经济性，引入融资租赁模式，探讨其商业模式，具有十分重要的现实意义。

本工作通过给定储能电站项目结构和盈利方式，建立了经济模型，并对相关经济指标进行计算与评价。进一步，将融资租赁模式应用到储能电站项目系统融资中，对储能电站项目的效益与风险进行分析，通过计算研究发现，融资租赁模式的引入可以缓解企业前几年的资金压力。

1 储能项目系统及其经济模型

1.1 储能电站系统

储能是分布式能源系统和智能电网系统中的重要环节，一个储能电站系统包括电池、电池管理模块（BMS）、储能逆变器（PCS）、调度中心、能量管理系统（EMS）和测控系统[6]。

设置储能系统可以优先利用电网低谷电力进行储能，在电网波峰期间放电，通过峰谷电价差取得经济效益。这不仅可以提高用户供电的可靠性，还可以通过削峰填谷降低企业用电容量需求。

1.2 储能电站系统经济模型

1.2.1 系统成本

1.2.2 内部收益率

内部收益率（IRR）是在考虑时间价值的条件下，资金流入与流出现值的总额相等、净现值等于零时的折现率。其数学表达式如式(2)

式中，为投资计算期，包括建设期和运营期，NPV（IRR）是以内部收益率折现的净现值，CI为现金流入量，CO为现金流出量，(CI-CO)是第年的净现金流量。

内部收益率是投资项目渴望达到的报酬率，一般而言，该指标越大，收益越好。

1.2.3 投资回收期

投资回收期是指从项目的投建之日起，用项目所得的净收益偿还原始投资所需要的年限。在一定程度上，投资回收期长短代表资本的周转速度快慢。在储能电站项目中进行投资回收期分析的现实意义重大。

其数学表达式如式(3)

式中，为投资回收期。

1.3 储能电站项目的盈利模式

储能通过削峰填谷可赚取峰谷价差[8]，是储能系统应用最广泛的盈利模式。图1、图2展示了经典的储能削峰填谷的案例。某企业的白天及夜晚负荷较多，半夜负荷较少，在给定峰谷价差下，若配置400 kW/2 MW·h的储能系统，在用电低谷期凌晨0—8时、以200 kW的功率给储能装置进行充电，12—17时以400kW的功率给储能装置进行充电，白天用电高峰期8—12点，17—21点以400 kW的功率利用储能装置进行放电，两充两放，可降低企业用电成本[9]。

图1 执行电价与负荷曲线

图2 削峰填谷充放电策略

2 基本数据

本工作拟以储能项目较为成熟的江苏省为背景，某企业建造储能电站为例，进行分析。储能电站装机容量为20 MW·h，用于充电调峰服务，接受电网调度，盈利方式为赚取电价峰谷价差。储能电站接入110 kV变电站的10 kV侧，谷时从国家电网供电公司购电，峰时卖给工厂用电。储能电站采用集装箱式的储能系统设备设计。

储能电站系统总容量5 MW×4h，电站设计分为5个1 MW储能单元[10]。每个储能单元由2套电池系统并联，分别接入储能逆变器的直流侧，再由交流侧接入1台双分裂变压器的低压侧，变电后通过配电柜连接到0.4 kV交流母线。结构图如图3所示。

图3 储能电站系统结构

在该储能电站系统中，磷酸铁锂电池容量选用20 MW·h，储能逆变器功率选用5 MW（500 kW×10），每次充放电时间为4 h，折旧年限为10年。该锂电池基本信息如表1所示。

表1 所选用磷酸铁锂电池性能信息

3 经济性评估

根据江苏省《省物价局关于合理调整电价结构有关事项的通知（苏价工〔2017〕124号）》，对江苏省工业用电峰谷分时销售电价调整可知，从2017年7月1日起，10 kV侧接入的大工业用户分时电价如表2所示。

表2 江苏省工业用电峰谷分时销售电价表

3.1 储能电站项目投资预算

储能电站静态总投资包括设备和工、器具购置费、建筑安装工程费和工程建设、其它费用和基本预备费等。

在第二部分储能案例中，设备款包括电池部分、电池管理系统（BMS）、储能逆变器（PCS）和能量管理系统（EMS）部分，直流配电柜等设备的采购费用[11]。其静态总投资应还包括其余工程设计施工等款项与文件核准和前期开发费用。根据表3的项目总投测算表，可预计总投为3919万元。

表3 项目总投测算表

注：表中，磷酸铁锂电池售价数据来源于第一电动网。

3.2 储能电站度电成本

度电成本即LCOE，指电站全寿命周期中满足一定资本金收益率（折现率）条件下能够保证收支平衡的最低上网电价，是投资决策时所需参考的重要数据。度电成本从全寿命周期考虑并包含了运维费用、财务成本以及资金收益率[12]，一般而言，度电成本大于发电成本。

在不考虑折现率时，储能电站的度电成本的数学表达式如式(4)所示

储能电池的日充放电次数为1次，一年充放电次数为365次（365天×1次/天），根据式(4)计算可得度电成本为0.72元/kW·h。

3.3 融资前不计补贴时经济性分析

当储能电站纯靠削峰填谷盈利时，计每年放电天数为365天，电池年衰减率为3%，通过表4和表5，计算可得该项目的全投资内部收益率为-5%，在经营期内无法回收投资。

表4 融资前、不计补贴时损益分析表

表5 融资前、不计补贴时净现金流量

3.4 融资前计补贴的经济性分析

在《南方电储能电站并网及辅助服务管理实施细则（试行）》中，提出了一种适用于南方区域地市级及以上电力调度机构直接调度的、并与电力调度机构签订了并网调度协议的容量为2 MW/0.5h及以上的储能电站的储能补贴政策，储能电站根据电力调度机构指令进入充电状态的，按其提供充电调峰服务统计，对充电电量进行补偿，具体补偿标准为0.05万元/MW·h。本工作假设江苏省在项目运营期内借鉴该储能补贴方案，即每度电补贴0.5元。通过表6和表7计算，可得该项目的全投资内部收益率为3%，投资回收期为9.10年。

表6 融资前、计补贴时损益分析表

表7 融资前、计补贴时净现金流量

4 基于融资租赁模式的储能电站系统经济性评估

纯靠削峰填谷收益，储能项目的投资回收期很长，在本文的第四部分，引入融资租赁模式，分析其在储能电站系统中的应用。

4.1 融资租赁模式简介

融资租赁模式是指，承租方选定租赁物及相应的供应商，由出租方提供资金来采购租赁物，且根据融资租赁协议约定的租赁年限、租赁利率（利率水平以及每年利率调整方式）、租金支付方式、保证金金额以及付息方式、手续费相关规定、租赁物残值处置方式等系列条款，由出租方出租给承租方使用。在租赁期限内，承租方按有关规定，将租赁物作价计入到固定资产并且计提折旧，负责对租赁物实施保养和维护。租赁期结束且租金也支付完毕后，承租方可按照融资租赁相关协议约定，选择按较低的名义价留购租赁物，或者续租和退租[13]。

融资租赁通常分为以下几种模式。

（1）直接融资租赁。直接融资租赁简称为直接租赁或直租，是融资租赁的传统形式，即由融资租赁公司按照承租方的选择，直接向供应商购买设备，并将设备出租给承租方。当租赁期满，设备的所有权转移至承租方。

（2）融资性经营租赁。融资性经营租赁是非全额清偿的融资租赁模式，即在直租的基础上，融资租赁公司概算租金总额时通常会留有一定余值。在租赁期限内，出租方可选择对租赁设备提供或者不提供设备的维修、保养服务。在会计处理方面，租赁物设备的折旧额仍由出租方进行提取。租赁期满后，出租方通过二手市场或承租方留购等方式对租赁物进行处置。

（3）售后回租。售后回租模式简称回租，是指承租方将自身已具有所有权的设备或其它资产出售给融资租赁公司，再与租赁公司签订融资租赁合同，最后将该设备或资产从融资租赁公司处回租并使用的方式。

4.2 直接融资租赁模式在储能电站项目中的应用

目前，储能技术不够成熟，成本和资金需求较高，而项目收益率较低，因此，需要很长一段投资回收期。另外，储能电站的商业模式尚未定形，储能市场企业信用评级普遍较低，综合考虑来看，直接租赁是较优的选择。选择这种方式的优势在于直接租赁模式受承租方的资信状况的影响较小，而且，利用融资租赁公司的专业运作能力、资源优势和谈判能力，还可以降低租赁物的购置成本。

以第三部分储能电站项目为例，不计补贴时，储能电站在运营期内无法回收投资。计入补贴后，储能电站的全投资内部收益率为3%。

由于融资租赁公司行业内业务的开放性，一般向总包方进行设备采购时可以享受一定折扣。在本文例中，假设采购设备享受了9折后，总投资成本降为3567.1万元，计入补贴后，通过表8、表9计算可得该项目的全投资内部收益率为4%，投资回收期为8.42年。

表8 融资后、计补贴时损益分析表

表9 融资后、计补贴时净现金流量

引入直接融资租赁模式，该企业向出租人（融资租赁公司）融资3167.1万元，用于购买储能电池和其它设备，根据企业的采购要求，由融资租赁公司9折采购，再向该企业租赁。租赁设备价格如表10所示（仅涉及租赁设备的价格）。设起租日为2018年3月20日，融资期限为5年（60个月），还款方式为按季付息，等额本金。融资租赁公司收取利率为6.5%/年，手续费为2%，手续费每年收取一次，在第一个结息日收取第一年手续费，在第二年的第一个结息日收取第二年手续费，依此类推。企业租金支付表如表11所示。

表10 租赁设备价格

可见，企业前5年每年还款压力相对而言较少，运营更加灵活[15]。

同时，融资租赁公司的租赁利息通常高于其融资成本，融资租赁公司可通过获得租赁利差与手续费赚取利润，在上述案例中，融资租赁公司租赁期满可以获得612万的税后收入，累计收益率为19%，可见融资租赁公司收益可观。

4.3 直接融资租赁模式在储能电站应用的风险性分析及相关对策建议

4.3.1 储能电站长期运行可靠性

当储能电站与风、光分布式能源联合投入运行时，弃风弃光可能会造成设备无法正常投入运行。

表11 租金支付表

储能系统设备昂贵，应定期进行设备检测、维护、检修来规避风险。

4.3.2 储能电站补贴落实

目前除《南方电储能电站并网及辅助服务管理实施细则（试行）》外，储能电站没有其它配套的补贴计划，落实补贴方式及补贴下发等问题是一项储能系统应用进行融资的较大风险。

4.3.3 储能电站项目造价过高，不计补贴的收益较低，国家应尽快出台相关补贴政策，融资租赁公司需对承租企业的偿债能力、资产抵押能力进行评级，确认风险[14]。

5 结 论

本文对不计补贴、计补贴时的储能电站具体案例的经济性进行分析研究。针对储能电站投资收益率不高，且融资难等特点，在储能电站项目中引入了融资租赁模式，该模式的引入可以缓解企业前几年的资金压力。最后，文章对融资租赁模式在储能电站应用中的风险进行分析并提出了相关建议。本工作相关分析与结论可为后续储能电站融资与收益率分析提供参考。

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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。

国家自然科学基金青年科学基金项目（51607111），上海市科委地方院校能力建设项目（15160500800）。

吴善进（1995—），女，硕士研究生，主要研究方向为储能系统的经济性分析，E-mail：fragrantwu@126.com；

崔承刚，博士，讲师，硕士生导师，主要研究方向为可再生能源优化调度，E-mail：cgcui@shiep.edu.cn。