エネルギー裁定取引バッテリーストレージ: 利益とコスト

エネルギー・アービトラージ・バッテリー・ストレージは、バッテリー・エネルギー貯蔵システムを使用して、電力価格が安いときに充電し、価格が高いときに放電することで、エネルギーを安い時間帯からより高価な時間帯にシフトします。考え方はシンプルです。経済学はそうではありません。

低い充電価格と高い放電価格の間の目に見える差は利益ではありません。往復の効率の低下、バッテリーの劣化、市場および送電網の料金、ソフトウェアのコスト、動作制限などすべてが影響を及ぼします。- BESS の購入者、開発者、または商業エネルギー管理者にとって、実現可能性レビュー中の本当の疑問は、「バッテリーを安く買って高く売ることができるか?」ということではありません。それは次のとおりです。

効率損失、サイクルコスト、手数料、ダウンタイム後の純スプレッド - は、サイクルのコストとプロジェクトのリスクをカバーするのに十分な大きさですか?{1}}

バッテリーストレージにおけるエネルギー裁定取引とは何ですか?

エネルギー裁定取引とは、電気が安いときにバッテリーを充電し、電気が高価になったときにその蓄えられたエネルギーを使用または販売することを意味します。サイクルは次のとおりです。価格が下がり、バッテリーが充電されます。価格が上昇すると、バッテリーが放電します。このプロジェクトは、低い充電価格と高い放電値の差を捉えます。

それがどのように展開されるかは、プロジェクトの種類によって異なります。公共事業-規模の BESS は、1 日前の卸売市場とリアルタイムの市場を裁定取引したり、ノードの価格差を捕捉したりできます。{2}商業および産業（C&I）サイトは通常、メーターの裏で裁定取引を行っており、高価な送電網の電力を避けるために、使用時間帯のオフ-ピーク時間-に充電し、ピーク料金期間中に放電します。太陽光-プラス{10}}蓄電プロジェクトでは、昼間の余剰発電から充電し、後で電力の価値が高くなったときに放電する場合があります。ビジネス ロジックは 3 つすべてで同じです - 値は時間の経過に伴うエネルギーの移動から得られます - が、制約と必要なデータは大きく異なります。そのため、単一のアービトラージ モデルがそれらの間できれいに転送されることはめったにありません。

バッテリーエネルギー裁定取引の段階的な仕組み

ステップ 1: 低料金の充電ウィンドウを特定する-

最初の要件は、真の低料金での充電の機会です。{0}これらは通常、需要が低い夜間、太陽光発電量が多い正午、風が強い再生可能エネルギー余剰期間、-オフピークの料金枠、-市場の混雑や供給過剰の期間、一部の市場ではマイナス価格の期間に発生します-。バッテリーが空だからといって充電すべきではありません。予想される放電値が充電コストに見合った場合にのみ充電する必要があります。

ステップ 2: 安全な SOC ウィンドウ内でエネルギーを貯蔵する

BESS が毎日ネームプレートの容量を 100% 使用することはほとんどありません。通信事業者は、バッテリー寿命を保護し、保証条件を満たし、他のサービス用に容量を確保するために、充電ウィンドウの安全な状態を設定します。-- 4 MWh のバッテリは、放電限界と予備マージンが深くなると、1 日あたりの裁定取引エネルギーが 4 MWh よりも大幅に少なくなる可能性があります。--裁定取引収益は以下に依存するため、これは重要です。使える容器に印刷された銘板の数字ではなく、エネルギーです。

ステップ 3: 高価格時間帯の放出-

バッテリーは、サイクルを正当化するのに十分な電力価値があるときに放電します。-夕方のピーク、使用時間の長い時間枠、卸売価格の高騰、混雑期間、または送電網の購入が高価な設備負荷のピーク-、-。放電では、単に紙上の充電価格を上回るだけでなく、元の充電コストに損失、劣化、料金、運用リスクを加えたものをクリアする必要があります。

ステップ 4: EMS を使用して発送を最適化する

アービトラージを手動で実行するのは困難です。最新の BESS は、エネルギー管理システムに依存して、価格の予測、充電状態の追跡、動作制限の保護、および各充電と放電の時間を計測します。有能な EMS は、価格予測、設備負荷プロファイル、再生可能発電量予測、充電状態、往復効率、劣化コスト、需要-負担、輸出制限、市場ルール、およびバックアップ-予備電力-を考慮し、充電するか、放電するか、待機するかを決定します。-このインテリジェンスがなければ、バッテリーの充電が早すぎたり、安く売られすぎたり、より良い時期を逃したり、弱いスプレッドでサイクル寿命を消耗したりしてしまいます。実際には、エネルギー管理システム収益性の高い裁定取引資産と限界資産を区別することがよくあります。

総スプレッドは利益ではない

最もよくある間違いは、目に見えるスプレッドだけを見ることです。オフピーク電力のコストが MWh あたり 30 ドルで、ピーク電力の販売価格が MWh あたり 70 ドルである場合、ヘッドライン スプレッドは 40 ドル/MWh のように見えますが、これはマージンではありません。-

より便利な公式は次のとおりです。

放電 MWh あたりの純スプレッド=放電価格 − (充電価格 ÷ 往復効率) − 劣化コスト − 変動料金

バッテリーは出入りの途中でエネルギーを失うため、放電された各 MWh の実効コストは充電価格が示すよりも高くなります。

計算例

充電が $30/MWh、放電が $70/MWh、往復効率が 88%、劣化コストが放電 MWh あたり 6 ドル、変動料金が放電 MWh あたり 3 ドルであると仮定します。

• 実質的な充電コスト: $30 ÷ 0.88 =34.09ドル/MWh
• ネットスプレッド: $70 − $34.09 − $6 − $3 =26.91ドル/MWh

したがって、40 ドルのヘッドラインスプレッドは約 26.91 ドル/MWh になります。前に固定費、資金調達、税金。バッテリーが収益性の高い年間 300 サイクルにわたり、サイクルごとに 3.4 MWh の使用可能なエネルギーを供給すると、例示的な年間裁定マージンは 3.4 × 300 × 26.91 ドル ≈$27,448.

正直に言うと、2 つの注意点があります。ここでの 88% という数字は、システム-レベルの AC- から-AC への単純化した仮定です。 NREL の年次テクノロジー ベースラインでは、代表者が使用されています。往復効率約 85% の実用規模のリチウムイオン ストレージ--実際のシステム効率は、変換負荷、補助負荷、熱負荷によって変化します。- 300 サイクルの仮定は、市場のボラティリティ、発送戦略、可用性に完全に依存します。{4}これは例示であり、収益見積もりではありません。-販売者価格のエクスポージャーと容量支払いなしのフロントオブメーター BESS を想定しています。また、バッテリー、インバーター、EPC、相互接続、メンテナンス、ソフトウェア、税金、財務コスト、およびバッテリー保証のスループット上限は除外されています。-

バッテリー裁定取引で支払うにはどのくらいの価格スプレッドが必要ですか?

公式をひっくり返すと、購入者が実際に尋ねる質問に答えられます。サイクルで損益分岐点を達成するには、放電価格が少なくとも実効充電コストに劣化料金と変動料金を加えた金額をカバーする必要があります。同じ数字を使用: $34.09 + $6 + $3 =$43.09/MWh。 30 ドルのチャージの場合、総スプレッドはおよそを超える必要があることを意味します13 ドル/MWhサイクル レベル - で損益分岐点になるだけであり、それは固定コスト、資金調達コスト、税金コストが 1 ドルも回収される前です。

実際的なポイント: 「大きく見える」$40 のヘッドライン スプレッドは健全である可能性がありますが、一見許容範囲に見える $15 のスプレッドは、損失と手数料を含めても明確にブレイクできない可能性があります。- RFQ のサイジングを行う前に、独自の効率、劣化、料金の想定に基づいて損益分岐点スプレッドを計算し、市場または料金が実際にそれをクリアできる年間時間数を確認することをお勧めします。{5}年間数回の価格高騰ではプロジェクトは成り立ちません。年間を通じて十分な収益サイクルが必要です。

バッテリー裁定取引の収益を減少させる主なコスト

往復の効率の損失-

-往復効率は、出力エネルギーと入力エネルギーの比率です。88% では、指定された条件下では、約 100 kWh の充電で約 88 kWh が戻ります。残りは変換、熱管理、補助負荷によって失われます。効率が低いと、貯蔵エネルギーの実効コストが上昇し、損益分岐点に必要な放電価格が上昇します。引用された数値が DC/セル-レベルの数値であるか、システム-レベルの AC-から-の AC 数値であるかに注意してください。この 2 つは数ポイント異なる可能性があり、バンカブル モデルではシステム レベルの値を使用する必要があるためです。-。

バッテリーの劣化とサイクルコスト

サイクルごとにバッテリー寿命が少しずつ消費されます。月次収益レポートに表示されることはほとんどありませんが、これは現実であり、放電深度、平均充電状態、温度、充放電レート、セルの化学的性質、サイクル周波数、熱管理によって異なります。アービトラージの場合、劣化をスループットの MWh あたりのコストとして扱います。スプレッドが狭い場合、バッテリーは価値の低い取引に高価なサイクル寿命を費やしていることになります。-。理解リチウム-蓄電システムの寿命はどのくらいですかさまざまなサイクル パターンでのコスト設定が現実的なコスト設定の中心となります。

系統料金、取引手数料、O&M

市場やサイトによっては、市場参加料や市場へのルート手数料、グリッドの輸出入料金、計量料金や決済費用、EMS や取引ソフトウェアの料金、メンテナンス、保険、補助消費、コンプライアンス テストなどにより、裁定取引収益がさらに減少します。{0}{1}これらは国、市場、関税、プロジェクトの構造によって大きく異なるため、後付けではなく最初からモデルに組み込まれます。

ダウンタイムと可用性のリスク

バッテリーは適切な価格帯でのみ収益を上げます。計画されたメンテナンス、通信障害、インバータのトリップ、温度ディレーティング、送電網の停止などはすべて、毎年得られる収益サイクルに影響を与えます。バンカブルモデルは完全な可用性を想定すべきではありません-。サイクル数を現実的な可用性の数値に割り引いて、マイナス面をテストする必要があります。

エネルギー裁定取引が最もうまく機能する場合

裁定取引は、広範囲かつ頻繁に予測可能な価格差を生み出す市場と関税に報酬を与えます。スプレッドが大きく規則的であればあるほど、バッテリーがより多くの収益性の高いサイクルを捕らえることができます。

C&I サイトの使用時間料金。--オフピークとピークのレートが大幅に異なる場合、C&I バッテリーは安価に充電し、高価なピーク期間に放電できます-。荷重移動そしてピークシェービング。しかし、関税については注意深く読む必要があります。デマンド料金、輸出制限、待機料金は経済状況を完全に変える可能性があります。

高い太陽光発電網と日中の落ち込み。-実際には、最も明確な裁定取引ウィンドウの一部は太陽光発電から得られます。カリフォルニアの CAISO などの市場で太陽光発電の普及が進むにつれて、昼間の純負荷と卸売価格は低下する一方、夜間の価格は高止まりする-というパターン米国エネルギー情報局は「アヒルカーブ」が深刻化していると文書化。バッテリーは、昼間の電力料金が安い時間帯に充電し、夕方のピーク時に放電することができます。これがまさにその理由です。太陽光発電と蓄電池の組み合わせこれは非常に一般的な裁定取引の設定です。

場所による価格差と混雑。ノード価格設定のある卸売市場では、送電の制約により場所ごとに価格差が生じます。適切なゾーンにバッテリーを配置すると、輻輳値 - を取得できますが、これは詳細なノード データ、相互接続分析、市場アクセスが必要な高度な戦略であり、グリッドがアップグレードされると機会が変わる可能性があります。

バッテリーアービトラージが意味をなさない場合

裁定取引は、価格が横ばいの場合、オフピーク-とピーク間の差が小さい場合、または送電網料金によってスプレッドが消去される場合には適していません。{0}また、バッテリーが輸出または市場に参加できない場合、自動発送がない場合、保証によるサイクル制限が厳しすぎる場合、または劣化が想定よりも進んだ場合にも故障します。また、資産がまれな価格急騰に依存している場合、またはその容量のほとんどをバックアップ電源として確保する必要がある場合、裁定取引をビジネスケースのアンカーにすることはできません。このルールはどのような場合にも当てはまります。存在する価格差はサイクルを行う理由にはなりません。-スプレッドはマージンに余裕を持って損益分岐点をクリアする必要があります。-。

アービトラージ用に BESS のサイズを設定する必要がありますか?

バイヤーと開発者にとって、「アービトラージは機能しますか?」という質問よりも有益な質問です。は「バッテリーはサイズのある3 つの状況がきれいに分かれています。

• アービトラージが主な使用例になる可能性がある価格が変動し、使用時間や全体のスプレッドが広く、ピーク ウィンドウが予測可能で、充電状態が他の義務と競合することなく毎日サイクルできる柔軟性がある場合。{0}{1}}
• アービトラージは二次的なものにすべきである価格が比較的横ばいの場合、厳格なバックアップ予備により容量が制限されている場合、または輸出制限によってバッテリーの機能が制限されている場合- ここでの裁定取引は投資回収の原動力ではなく、日和見的な上値を狙ったものです。
• アービトラージにはスタッキングが必要実際の C&I プロジェクトのほとんどでは、ピークカット、太陽光発電の自家消費、利用可能な送電網サービスと組み合わせることで最も収益が高くなります。そのため、単一の収益源がすべてをカバーすることはありません。{0}

多くの C&I プロジェクトでは、料金スプレッドが異常に広いか、バッテリーによって需要料金も削減されない限り、裁定取引だけで全額回収できることはほとんどありません。この 1 つの判断により、サイジングの枠組みが「持続時間を最大化する」から「サイトが実際に取得できる値にバッテリーを合わせる」へと再構成されます。

C&I 対公益事業-規模対太陽光発電-プラス-ストレージ アービトラージ

これらは一般的な考慮事項であり、固定ルールではありません。適切な構造は、現地市場の設計とプロジェクトの目標によって異なります。最初の 2 行を評価する購入者は、弊社のハードウェア パスを比較できます。商業および産業用ストレージ ソリューション、メーターの後ろで最もよく使用される構成を示します。

エネルギー裁定取引 vs ピークシェービング vs 収益積み上げ

裁定取引はバッテリーが稼ぐ方法の 1 つにすぎません。多くのプロジェクトは収益スタッキングを使用し、複数のバリュー ストリーム - にディスパッチしますが、同じ容量ではすべてを一度に提供できないため、これらのストリームが競合する可能性があります。

施設がバックアップ用に 50% の準備金を保持する必要がある場合、その半分は毎日の裁定取引に利用できません。バッテリーが設定された時間内に電力網サービスにコミットされている場合、その日の最良のスプレッドを追跡することはできません。これが、ディスパッチ戦略がハードウェア サイズ - と同じくらい重要である理由とその理由ですバッテリーストレージによるピークカットアービトラージの代替手段として扱われるのではなく、アービトラージと組み合わせて使用​​されることが非常に多いです。

エネルギー裁定取引 BESS プロジェクトを評価する方法

実行可能な評価は 5 つの手で実行されます。まず、データを収集します。インターバル電力料金、使用時間と需要-の料金体系、施設の負荷プロファイル、輸出と相互接続の制限、バッテリーの電力とエネルギー定格、使用可能な SOC ウィンドウ、往復効率、予想されるサイクル寿命と保証の制限、EMS、O&M、資金調達の仮定などです。-これらがなければ、どんな見積もりも推測に過ぎません。

次に、運営戦略を定義します。- 1 日 1 サイクル、複数の部分サイクル、予約されたバックアップ容量、ピークカットの優先順位、または市場参加 -。その選択により、サイクル数、劣化、利用可能な容量が決まります。第三に、ヘッドラインスプレッドではなくネットスプレッドを計算します。次に、利用可能な放電エネルギーに、予想される収益性の高いサイクルを掛けます。4番目、ランベース、ハイ、ローケース効率、劣化、料金変更、可用性、市場手数料に対する感度をテストします。5 番目に、裁定マージンとライフサイクル全体のコストを比較します。- バッテリー、PCS と変圧器、設置、相互接続、EMS、メンテナンス、増強、資金調達、税金、耐用年数の終了---。毎日の取引マージンだけではありません。裁定取引のみに依存するプロジェクトは、裁定取引がより広範なスタックの一部であるプロジェクトよりも大きな市場リスクを伴います。

よくある質問

エネルギー裁定取引バッテリーストレージとは何ですか?

電池エネルギー貯蔵システムを使用して、電気料金が安いときに充電し、高いときに放電することで、電気料金の安い時期と高い時期の差を捉えています。-

エネルギー裁定取引はバッテリー貯蔵に利益をもたらしますか?

これは、往復損失、劣化、料金、ダウンタイム後の純スプレッド - - が、サイクル コストとプロジェクトのリスクをカバーするのに十分な大きさである場合に発生する可能性があります。-ピーク価格がオフピーク価格を超えたからといって、自動的に利益が得られるわけではありません。-

裁定取引で支払うにはどのくらいの価格スプレッドが必要ですか?

放電価格は、実効充電コスト（充電価格 ÷ 往復効率）に劣化料金と変動料金を加えた額をカバーするのに十分であり、固定コストと資金調達コストには余裕が残ります。-独自の数値の損益分岐点を計算し、市場がそれをクリアする年間の時間を確認します。-

ラウンドトリップ効率はアービトラージにどのような影響を及ぼしますか?{0}}

充電されたエネルギーに比べて使用可能な放電エネルギーが減少し、貯蔵エネルギーの実効コストと損益分岐点に必要な放電価格が上昇します。セル-レベルの数値ではなく、システム-レベルのAC-から-AC値を使用してください。

バッテリーの劣化はエネルギー裁定取引において重要ですか?

はい。アービトラージにはサイクリングが必要であり、サイクリングはバッテリー寿命を消費します。劣化をスループットの MWh あたりのコストに変換し、モデルに含めます。

エネルギー裁定取引はピークカットと同じですか?

いいえ、裁定取引は時間の経過に伴う価格差を捕捉します。ピークカットにより、施設の最大需要が低下し、デマンド料金が削減されます。 C&I バッテリーは両方を実行できますが、それらが競合しないように派遣を計画する必要があります。

BESS プロジェクトは裁定取引のみに依存すべきでしょうか?

通常はそうではありません。アービトラージは、ピークカット、バックアップ電力、または利用可能な場合にはグリッド サービスと組み合わせて、ビジネス ケースの一部として評価するのが最適であるため、プロジェクトは単一の収益源にさらされません。

結論: アービトラージはツールであり、ビジネスケース全体ではない

エネルギー裁定取引バッテリーストレージは真の価値を生み出すことができますが、それは経済学が誠実にモデル化されている場合に限られます。ヘッドラインスプレッドが出発点です。決定は、純スプレッド、損益分岐点、使用可能な容量、運用戦略、ダウンタイム、市場ルールに基づいて行われます。- C&I バイヤーにとって、裁定取引は通常、ピークカットや負荷シフトと並んで最も強力です。ユーティリティ-規模のプロジェクトの場合、これは販売者または契約スタックの 1 つのレイヤーです。太陽光-プラス-蓄電の場合、価値の低い昼間の発電量を-価値の高い夜間の時間帯に移動させます。-

裁定取引に基づいて BESS のサイジングを決定する前に、データ - 料金、価格履歴、負荷プロファイル、バッテリー サイズ、効率、保証、サイクル戦略から開始し、- 実質純スプレッドと損益分岐点を計算します。-複数のシナリオをテストし、裁定取引がビジネス ケースをリードすべきかサポートすべきかを決定します。特定のハードウェアと期間に対する評価が必要な場合は、料金表、負荷プロファイル、ターゲット容量をサプライヤーのエンジニアリング チームに送信して、初回審査を受けてください。-