发电投资决策的方法比较:为什么 LCOE 不再理想

Alex发布

(风光项目)

发电公司传统上依靠平准化度电成本(LCOE) 来确定其发电厂项目的可行性。 虽然 LCOE 提供了每单位能源生产成本的财务分析,但它有几个缺点。 例如,它只考虑成本而忽略了收益等其他重要因素。 LCOE 方法在很大程度上也依赖于成本假设,而这不一定总是准确的。 此外,它也没有考虑到能源产生的时间效应,例如光伏系统无法在能源价格可能更高的夜间产生能源。

为了解决这些局限性问题,其他方法也有运用,例如综合LCOE:不仅包括 LCOE,还包括 LCOS(平准化储能成本,特别是在电池储能场景中)、LACE(平准化避免电力成本)、BCRA( 效益成本比分析)和 ESA(能源系统分析)。 本文将探讨每种方法的优点和缺点,并根据本人在能源公司(无论是大型公司还是小型发电公司)的个人经验提供一些实用的思考。

传统平准化度电成本法 (LCOE)

LCOE 方法广泛用于发电投资决策。 这个方法可以用以下的公式表示:

(Hansen, 2019)

使用LCOE计算出来的结果表示系统生命周期内每单位能量输出的平均贴现收入。 它考虑了投资支出、运维成本、燃料支出(在可再生能源项目中本项通常为零,生物质能发电项目除外)以及整个生命周期内产生的能源量。 通过计算单位能量的价格,可以将其与电力市场价格进行比较。 如果后者高于 LCOE,则该项目将被视为可行的。 然而,这种评估忽略了与系统相关的几个因素。 从技术上讲,它没有考虑能源质量、系统成本、建设时间和其他相关因素。 在经济上,它忽略了强制停用成本和机会成本等因素。 在财务上,它是单维的,因为它只考虑成本方面的影响,并使用一些在系统生命周期内可能发生变化的关键假设。 比如在我之前参与的一些项目,前期对利率和汇率的假设过于乐观,后来被证明是一个重大错误。 此外,也有人认为该方法忽略了外部因素,例如环境影响(二氧化碳排放等)。

综合LCOE+LCOS+LACE

鉴于上述缺点,一些决策者也使用综合LCOE:这种方法考虑纳入税收和土地成本等额外因素。 此外,由于光储系统和储能电池的日益普及,人们还提出了一种类似的评估储能系统的方法:LCOS(平准化储能成本),这种方法使公司能够通过考虑财务影响做出更优化的决策。 另一种建议的方法是 LACE(平准化可避免能源成本),用于评估替代能源发电相关的可避免成本。 当 LACE/LCOE 比率大于 1 时,该项目被认为在经济上可行。

然而,这些方法仍然没有解决前述 LCOE 方法的局限性,LCOE 方法本质上是一种仅考虑可量化财务成本的单维方法。 这些其他的方法已经提出并主要用于学术分析,但现在在政府政策制定和企业投资的决策过程中我们也看到它们越来越多地被采用。

BCRA

效益成本比分析是一种较新的方法,旨在帮助确定系统是否有投资可行性。顾名思义,BCR 是折现值效益与系统成本的比率。 如果 BCR 大于 1,则意味着系统具有正回报,因此投资该项目在财务上可投资。 BCRA 方法试图强调具有货币化价值的收益以及成本的双面向。 但由于BCR只是一个比率,没有单位值,避免了上面提到的汇率高波动等假设问题。 然而,这种简单性也意味着它是一种“封闭”的系统方法,与 LACE/LCOE 比率方法一样,可能很难将某个 BCR 与其他来源/场景进行比较。

ESA

ESA,即能源系统分析,这是一个已被提议用于分析考虑不同种类能源的整个能源系统的方法。 它可以从多个方面分析整个发电系统,不仅是成本或收入方面,还包括二氧化碳排放等因素。 ESA 还用于从特定面向进行能源系统分析,以便从不同维度了解项目的全貌。 但是,在特定公司的决策过程中,这种方法存在一些明显的缺点。

首先,ESA计算的工作量巨大,尤其是对于规模较小的发电企业。即使公司已经预先确定了一些因素进行系统性分析,但此方法的应用仍然存在问题,例如如何将结果与其他系统进行比较以帮助最终决策——因为 ESA 只给出了特定能源系统的总量分析。 另一个缺点是,虽然 ESA 可以考虑二氧化碳税等新型决策因素,而这些因素很难在其他方法中反映出来,但是ESA仍没有提供明确的指引来证明如何将其应用于决定投资的可行性。

结论

根据我的经验,发电公司会使用多种不同的方法来帮助做出最终的投资决策。 虽然我看到有一些公司“调整和适应”新的方法来应证他们的投资决策,但在大多数情况下,这些所谓的决策其实已经“预先决定”了,而这些公司只是试图找到能够最大限度地辩护决策的“正确”方法。然而总体来说,LCOE 方法目前在投资决策中仍然占主导地位,尤其是对于较小的发电公司。 我建议企业应该意识到不同方法的缺点,并在综合调查的基础上做出决定,无论是通过财务数据还是通过定性研究的风险矩阵来进行投资可行性分析。

参考文献

Abdelhady, S., 2021. Performance and cost evaluation of solar dish power plant: sensitivity analysis of levelized cost of electricity (LCOE) and net present value (NPV). Renewable Energy168, pp.332-342.

Hansen, K., 2019. Decision-making based on energy costs: Comparing levelized cost of energy and energy system costs. Energy Strategy Reviews24, pp.68-82.

Lai, C.S. and McCulloch, M.D., 2017. Levelized cost of electricity for solar photovoltaic and electrical energy storage. Applied energy190, pp.191-203.

Jamil, S.R., Waqar, M. and Shahzad, M.K., 2022. The role and impact of costing methods in determining the viability of energy systems. Energy Conversion and Management: X16, p.100303.

Shen, W., Chen, X., Qiu, J., Hayward, J.A., Sayeef, S., Osman, P., Meng, K. and Dong, Z.Y., 2020. A comprehensive review of variable renewable energy levelized cost of electricity. Renewable and Sustainable Energy Reviews133, p.110301.


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