Μπαταρίες σε ΑΠΕ: IRR έως 31% ανάλογα με το μοντέλο λειτουργίας – Πώς αλλάζουν έσοδα και αποδόσεις για τα έργα 11Α, 11Β και 11Γ -Τι δείχνουν 45 προσομοιώσεις

Καθοριστικό ρόλο στην οικονομική απόδοση μιας επένδυσης σε μπαταρία που συνδυάζεται με φωτοβολταϊκό παίζει περισσότερο το καθεστώς με το οποίο αυτή λειτουργεί, έναντι της διάρκειάς της. Αυτό προκύπτει από 45 προσομοιώσεις για την περίοδο 2028-2047 που πραγματοποίησε ο Αναπληρωτής Καθηγητής του ΑΠΘ, Παντελής Μπίσκας, παρουσιάζοντας της ανάλυσής του στο περίπτερο της εταιρείας «Τεχνολογική» στη ΔΕΘ.

Η ανάλυση εξετάζει τις διαφορετικές δυνατότητες που έχουν υβριδικά έργα φωτοβολταϊκών με μπαταρία ανάλογα με το εάν υπάγονται στα έργα κατηγορίας 11Α, 11Β ή 11Γ, αλλά και πώς μεταβάλλεται η οικονομικότητά τους για διάρκεια αποθήκευσης από 2 έως 6 ώρες. Υπενθυμίζεται στα έργα 11Α η μπαταρία δεν μπορεί να απορροφά από το σύστημα, αντίθετα με τα έργα 11Β.

Γνωστά και σαν «συνεργατικά έργα», τα έργα 11Γ αφορούν μπαταρίες συνδεδεμένες στο κοινό σημείο clusters φωτοβολταϊκών. Ανάλογα με το μοντέλο λειτουργίας και τη διάρκεια του συστήματος αποθήκευσης, το IRR της μπαταρίας μπορεί να φθάσει έως το 31%. 

Η μονάδα αναφοράς των προσομοιώσεων αποτελείται από φωτοβολταϊκό ισχύος 1 Μεγαβάτ και μπαταρία 1 Μεγαβατώρα, με παραγωγή του φωτοβολταϊκού 1.600 Μεγαβατώρες κατά το πρώτο έτος. Εξετάστηκαν πέντε διαφορετικές διάρκειες αποθήκευσης, από 2 έως 6 ώρες, και τρία σενάρια εξέλιξης της αγοράς. Το επενδυτικό κόστος της μπαταρίας υπολογίστηκε σε 130.000 ευρώ ανά Μεγαβάτ ισχύος, συν 90.000 ευρώ ανά Μεγαβατώρα χωρητικότητας, με αποτέλεσμα η συνολική επένδυση του υβριδικού έργου να ξεκινά από περίπου 684.000 ευρώ στην περίπτωση 2ωρης διάρκειας και να ξεπερνά το 1 εκατ. ευρώ στις 6 ώρες.

Οι διαφορετικοί «κανόνες»

Στην περίπτωση ενός έργου 11Α, ο υβριδικός σταθμός υπόκειται σε περιορισμό έγχυσης στο 60% από τις 07:00 έως τις 19:00. Το σημαντικότερο χαρακτηριστικό είναι ότι η μπαταρία δεν μπορεί να φορτίζει από το σύστημα, γεγονός που σημαίνει ότι αξιοποιείται κυρίως για τη διαχείριση της παραγωγής του φωτοβολταϊκού. Από την άλλη πλευρά, το συγκεκριμένο καθεστώς δεν απαιτεί ιδιαίτερα μεγάλη διάρκεια αποθήκευσης, καθώς ο περιορισμός της έγχυσης επιτρέπει τη λειτουργία με μερικό peak shaving.

Στα έργα 11Β η εικόνα αλλάζει σημαντικά. Οι περιορισμοί έγχυσης είναι πολύ αυστηρότεροι κατά τις μεσημβρινές ώρες, φθάνοντας ακόμη και στο μηδέν μεταξύ 11:00 και 15:00. Ωστόσο, η μπαταρία αποκτά τη δυνατότητα να φορτίζει από το ηλεκτρικό σύστημα, επομένως μπορεί να εκμεταλλευθεί περιόδους μηδενικών ή αρνητικών τιμών και να επανεγχύσει την ενέργεια όταν οι τιμές αυξάνονται. Το τίμημα είναι ότι για την αποτελεσματική αξιοποίηση του μοντέλου απαιτείται μπαταρία τουλάχιστον 4 ωρών.

Τα έργα 11Γ συνδυάζουν τρόπο τινά τα πλεονεκτήματα των δύο προηγούμενων μοντέλων. Η μονάδα αποθήκευσης μπορεί να φορτίζει τόσο από την παραγωγή του φωτοβολταϊκού που διαφορετικά θα περικοπτόταν, όσο και από το δίκτυο για λόγους βελτιστοποίησης, ώστε να μεταφέρει ενέργεια προς τις βραδινές ώρες υψηλότερων τιμών. Σύμφωνα με την παρουσίαση, δεν εντοπίζεται ουσιώδες μειονέκτημα στο συγκεκριμένο μοντέλο.

Η 4ωρη μπαταρία και το IRR του 31%

Οι διαφορές αποτυπώνονται με ιδιαίτερα έντονο τρόπο στην οικονομική απόδοση. Για μια 4ωρη μπαταρία, με συνολική επένδυση περίπου 862.000 ευρώ στο έργο αναφοράς, το IRR διαμορφώνεται στο 16,6% για τα έργα 11Α, εκτινάσσεται στο 31% στα 11Β και κινείται στο 28,6% στα 11Γ. Με άλλα λόγια, για ουσιαστικά ίδιο επενδυτικό κόστος, η διαφοροποίηση του μοντέλου λειτουργίας μπορεί να οδηγήσει σε πολύ διαφορετικό οικονομικό αποτέλεσμα.

Στο σύνολο των σεναρίων, οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι η «χρυσή τομή» όσον αφορά το IRR εντοπίζεται γενικά στις 3-4 ώρες αποθήκευσης. Ενδεικτικά, στα έργα 11Β η απόδοση διαμορφώνεται στο 25,4% για 2 ώρες, ανεβαίνει στο 31% στις 4 ώρες και υποχωρεί ελαφρά στο 29,9% στις 6 ώρες. Αντίστοιχα, στα έργα 11Γ το IRR διαμορφώνεται στο 28% στις 2 ώρες, 28,6% στις 4 και 27,3% στις 6 ώρες. Στα έργα 11Α, η αύξηση της διάρκειας πέραν ενός σημείου λειτουργεί ακόμη πιο αρνητικά, με το IRR να υποχωρεί στο 12,8% για την 6ωρη μπαταρία.

Το συμπέρασμα της προσομοίωσης είναι ότι, όσον αφορά την απόδοση, οι όροι σύνδεσης έχουν μεγαλύτερη βαρύτητα ακόμη και από την προσθήκη δύο επιπλέον ωρών χωρητικότητας.

Περισσότεροι κύκλοι, μεγαλύτερα έσοδα

Κρίσιμος παράγοντας πίσω από τις αποκλίσεις είναι ο αριθμός των κύκλων που μπορεί να πραγματοποιεί η μπαταρία. Στην 4ωρη διάρκεια, η μονάδα πραγματοποιεί κατά μέσο όρο 1,03 κύκλους ημερησίως στα έργα 11Α, έναντι 1,58 στα 11Β και 1,48 στα 11Γ. Η δυνατότητα φόρτισης από το δίκτυο αυξάνει επομένως αισθητά τον βαθμό αξιοποίησης του asset και, κατ’ επέκταση, τα έσοδα.

Είναι χαρακτηριστικό ότι μία 4ωρη μπαταρία ισχύος 1 Μεγαβάτ και κατηγορίας 11Β και 11Γ εκτιμάται ότι μπορεί να απορροφά από το δίκτυο περίπου 645-689 Μεγαβατώρες τον χρόνο. Πρόκειται για 7πλάσια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας από αυτήν που «σώζει» από περικοπές.

Η διαφορά αποτυπώνεται και στα μέσα καθαρά έσοδα. Για μια 4ωρη μπαταρία, η προσομοίωση δίνει περίπου 178.000 ευρώ ανά Μεγαβάτ ετησίως στην κατηγορία 11Α, 214.000 ευρώ στην 11Β και 208.000 ευρώ στην 11Γ. Πάνω από το 90% της αξίας προέρχεται από το arbitrage, δηλαδή την αποθήκευση ενέργειας σε ώρες χαμηλών τιμών και την πώλησή της αργότερα σε ακριβότερες ώρες. Αντίθετα, οι εφεδρείες και η αγορά Εξισορρόπησης αντιστοιχούν μόλις στο 6%-8% της συνολικής αξίας.

Η «παγίδα» του arbitrage

Αξίζει να σημειωθεί ότι τα αποτελέσματα αφορούν μεμονωμένο σταθμό που βελτιστοποιεί έναντι δεδομένων τιμών, ενώ δεν ενσωματώνουν την επίδραση που θα είχε η μαζική είσοδος αποθήκευσης στις ίδιες τις τιμές. Έτσι κι αλλιώς, η μεγάλη εξάρτηση από το arbitrage αποτελεί μία κρίσιμη παράμετρο για την ανάγνωση των αποτελεσμάτων. Η κερδοφορία των μπαταριών βασίζεται στη διαφορά των τιμών μεταξύ των μεσημβρινών ωρών, όταν υπάρχει περίσσεια φωτοβολταϊκής παραγωγής, και των απογευματινών ωρών, όταν η παραγωγή των φωτοβολταϊκών μηδενίζεται και οι τιμές συνήθως αυξάνονται.

Όσο όμως περισσότερες μπαταρίες εγκαθίστανται, τόσο περισσότερο αναμένεται να περιορίζεται αυτή ακριβώς η διαφορά τιμών, αφού οι μονάδες αποθήκευσης αυξάνουν τη ζήτηση όταν φορτίζουν στις φθηνές ώρες και αυξάνουν την προσφορά όταν εκφορτίζουν στις ακριβές. Όπως επισημαίνεται και στην παρουσίαση, η κερδοφορία της αποθήκευσης είναι επομένως συνάρτηση της ίδιας ανισορροπίας που καλείται να αντιμετωπίσει, ενώ κάθε νέο Γιγαβάτ αποθήκευσης τείνει να περιορίζει το περιθώριο arbitrage.