Badanie opłacalności magazynu energii

Poza podaniem korzyści w przeliczeniu PLN/MWh warto na tym etapie przeanalizować poziom zwrotu z kapitału. Przy magazynie o pojemności 7 kWh założono, że magazyn nie będzie wykorzystywany przez wszystkie dni w roku. Brak pełnego spożytkowania pojemności magazynu jest spowodowany faktem, że przede wszystkim w okresie zimowym, kiedy występuje małe nasłonecznienie, cała energia wyprodukowana w mikroinstalacji będzie zużywana na potrzeby własne. Ponadto horyzont modelu biznesowego ograniczono do 20 lat, co w przeliczeniu na cykle ładowania daje liczbę 5520. Oznacza to, że w ciągu 20 lat zakładana przez producenta możliwa liczba cykli ładowania wynosząca 10 000 nie zostanie osiągnięta. Mimo to w modelu wzięto pod uwagę, że dla gospodarstwa domowego nie powinno się zakładać dłuższego horyzontu inwestycyjnego niż 20 lat.

Scenariusz 1

W pierwszym scenariuszu założono dla magazynu firmy Tesla poziom nakładu inwestycyjnego z 2015 roku, brak net meteringu lub opustu, gdzie nadwyżka energii alternatywnie byłaby wprowadzana do sieci za darmo. Sprawność założono na poziomie 92%. IRR dla magazynu energii, który działa w takich warunkach, kształtuje się na poziomie 8,5%, co przy przykładowej stopie zwrotu 8% daje nadwyżkę NPV na poziomie 375 PLN. Gdyby ceny magazynu do 2020 roku spadły do 200 EUR/kWh, stopa zwrotu IRR wzrosłaby do 19,8%, co oznacza NPV na poziomie 5445 PLN w okresie 20 lat. Po wprowadzeniu systemu opustów scenariusz ten nie jest jednak realny do zastosowania.

Tabela 68. Rentowność magazynu litowo-jonowego o pojemności 7 kWh; wykorzystywane 7 kWh (opracowanie własne, 2016)

Rentowność magazynu 2015 2020

CAPEX [EUR/kWh] 386 200

Moc magazynu [kWh] 7 7

CAPEX [PLN; 7 kWh] 11 355 5 880

Brak net meteringu/opustu (300 ładowań/rok; 7 kWh/dzień; 20 lat)

IRR [%] 8,5 19,8

NPV przy i = 8% 375 5445

178

W modelu przeanalizowano również bardziej restrykcyjny scenariusz, zakładający, poza ograniczeniem do 300 dni w roku, limit wykorzystania magazynu o pojemności 7 kWh na poziomie 5 kWh średniodobowo w skali roku. Symulacja ta generuje zwrot IRR magazynu z 2015 roku wynoszący 4,3%. Przy spodziewanym koszcie inwestycyjnym 2020 roku IRR wynosi 13,4%. Analogicznie do scenariusza numer 1, w przypadku gospodarstw domowych od 2016 roku scenariusz ten będzie miał raczej ograniczone zastosowanie, ponieważ gospodarstwa domowe mają możliwość korzystania z opustów, które dają im bez zaangażowania kapitałowego sposobność magazynowania energii w sieci.

Tabela 69. Rentowność magazynu litowo-jonowego o pojemności 7 kWh; wykorzystywane 5 kWh (opracowanie własne, 2016)

Rentowność magazynu 2015 2020

CAPEX [EUR/kWh] 386 200

Moc magazynu [kWh] 5 5

CAPEX [PLN; 7 kWh] 11 355 5 880

Brak net meteringu/opustu (300 ładowań/rok; 5 kWh/dzień; 20 lat)

IRR [%] 4,3 13,4

NPV przy i = 8% −2 736 2 334

Porównanie dwóch pierwszych scenariuszy pokazuje, że rentowność magazynu jest dość mocno uzależniona od poziomu wykorzystania urządzenia. W tym przypadku można stwierdzić, że przy braku net meteringu lub opustu im większa instalacja rozproszonej generacji na przykład PV (co jest jednoznaczne ze wzrostem nadwyżki niewykorzystanej energii na potrzeby własne), tym większa spodziewana rentowność magazynu. Takie podejście odbije się jednak negatywnie na rentowności samego źródła wytwórczego PV. Z tego powodu, aby uzyskać maksymalny poziom zwrotu na produkcji i magazynowaniu, wielkość obu urządzeń musi być dopasowana do profilu zużycia energii elektrycznej użytkownika. Ponadto w technologii magazynowania spodziewany jest znaczący postęp technologiczny, co wiąże się ze spadkiem kosztów instalacji. Rekomenduje się zatem odczekanie niższych niż obecnie kosztów magazynów energii elektrycznej.

Scenariusz 3 (odbiorca biznesowy)

W roku bazowym 2016 lub 2017 system opustów okazuje się dla gospodarstwa domowego bardziej korzystny niż magazyn energii. Prosumenci z grupy

179

przedsiębiorstw nie są według zapisów znowelizowanej ustawy OZE z 2016 roku (ustawa z dnia 22 czerwca 2016 roku) upoważnieni do bilansowania nadwyżek energii, korzystając z opustów. Do celów analizy wykorzystano odbiorcę z grupy taryfowej C (odbiorca biznesowy, przyłączony do niskiego napięcia). Według danych ARE w 2013 roku w tej grupie taryfowej cena energii stawek zmiennych wynosiła 566 PLN/MWh (Agencja Rynku Energii, 2013). W 2016 roku kwota ta nie uległa istotnej zmianie. Do analizy uwzględniono kwotę netto, zakładając, że podatek VAT uwzględniony w cenie energii elektrycznej może być odliczony.

Tabela 70. Rentowność magazynu litowo-jonowego o pojemności 7 kWh; wykorzystywane 5 kWh u odbiorcy biznesowego (opracowanie własne, 2016)

Rentowność magazynu – odbiorca biznesowy 2015 2020

CAPEX [EUR/kWh] 386 200

Moc magazynu [kWh] 5 5

CAPEX [PLN; 7 kWh] 11 355 5 880

Brak net meteringu/opustu (300 ładowań/rok; 5 kWh/dzień; 20 lat)

IRR [%] 3,3 11,9

NPV przy i = 8% −3 413 2 334

Wyniki analizy pokazują, że IRR w 2015 roku wyniósł 3,3%. Natomiast uwzględniając spadek ceny magazynu energii w 2020 roku, zwrot plasuje się na poziomie 11,9%.

Dla celów niniejszej pracy zdefiniowano również scenariusze brzegowe.

Scenariusz 4 (optymistyczny)

W najbardziej optymistycznym scenariuszu dla magazynu energii, gdzie CAPEX w EUR/kWh = 200, okres użytkowania = 30 lat, magazyn wykorzystywany jest przez 365 dni w roku na poziomie 7 kWh dziennie, rentowność IRR sięga 24,8%, a NPV 9 747 PLN. Jest raczej mało prawdopodobne, że przy realnym wykorzystaniu magazynu zostaną osiągnięte tak korzystne parametry.

Scenariusz 5 (pesymistyczny)

W scenariuszu pesymistycznym założono, że magazyn nie będzie wykorzystywany w okresie grudnia, stycznia oraz lutego, co daje 275 dni w roku, pojemność będzie absorbowana na poziomie 5 kWh w ciągu dnia, a horyzont zwrotu ograniczony do 10 lat. Przy cenie magazynu w 2016 roku na poziomie 386 EUR/kWh

180

pesymistyczny scenariusz, czyli 275 cykli ładowania/a, 5 kWh/dzień oraz horyzont inwestycyjny odzwierciedlony na 10 lat, generuje IRR na poziomie −6,2%. W cenach magazynu z 2020 roku poziom zwrotu z kapitału IRR odnotowany był w wysokości 5,6%, a NPV, przy i = 8% osiągnął −572 PLN. Mimo negatywnego NPV przy r = 8% poziom 5,6% zwrotu z kapitału w scenariuszu pesymistycznym może okazać się dla gospodarstwa domowego stosunkowo atrakcyjny, ponieważ alternatywą może stać się dość nisko oprocentowana lokata bankowa.

Kolejna symulacja w modelu zakładała warunki pesymistycznego scenariusza jak powyżej, które w roku 11. przewidywały wartość rezydualną urządzenia wynoszącą 50% wartości początkowej. W tym przypadku IRR wzrósł z poziomu −6,2% do 2,3% (dla ceny magazynu z 2016 roku).

Tabela 71. Rentowność magazynu litowo-jonowego o pojemności 7 kWh (scenariusze krańcowe) (opracowanie własne, 2016)

Rentowność magazynu – scenariusze brzegowe 2015 2020

CAPEX [EUR/kWh] 386 200

Moc magazynu [kWh] 7 7

CAPEX [PLN; 7 kWh] 1 622 5 880

Brak net meteringu/opustu (365 ładowań/rok; 7 kWh/dzień; 30 lat)

IRR [%] 12,5 24,8

NPV przy i = 8% 4 677 9 747

Brak net meteringu/opustu (275 ładowań/rok; 5 kWh/dzień; 10 lat)

IRR [%] −6,2 5,6

NPV przy i = 8% −5 641 −572

Scenariusz 6 (opusty)

Biorąc pod uwagę powyższe scenariusze rentowności magazynów energii, warto przeanalizować alternatywę dla prosumenta, który po 15 latach użytkowania instalacji w 2032 roku straci prawo do korzystania z systemu opustów. W niniejszej symulacji założono, że magazyn będzie użytkowany przez 10 lat lub 20 lat, magazynując 5 kWh energii elektrycznej dziennie, oraz będzie pracował przez 300 dni w skali roku. W tym przypadku generowany zwrot wynosi 7,5%. Przy wydłużeniu jego pracy do 20 lat jest to 13,4%. Przy spodziewanym dalszym postępie technologicznym można założyć kolejny spadek kosztu inwestycyjnego o 20% w stosunku do 2020 roku (uproszczone założenie). W 10-letnim okresie użytkowania zwrot sięga 12,7%, natomiast w 20-letnim okresie jest to 17,5%.

181

Tabela 72. Rentowność magazynu litowo-jonowego o pojemności 7 kWh (scenariusz opustu po 15 latach) (opracowanie własne, 2017)

Rentowność magazynu 2032 2032

CAPEX [EUR/kWh] 200 160

Moc magazynu [kWh] 5 5

CAPEX [PLN; 7 kWh] 5 880 4 704

Brak net meteringu/opustu po 15 latach (300 ładowań/rok; 5 kWh/dzień; 10 lat)

IRR [%] 7,5 12,7

NPV przy i = 8% −129 960

Brak net meteringu/opustu po 15 latach (300 ładowań/rok; 5 kWh/dzień; 20 lat)

IRR [%] 13,4 17,5

NPV przy i = 8% 2 334 3 423

Konkluzją jest, że przy cenach magazynu z 2016 roku w postaci baterii litowo-jonowych w polskich warunkach magazynowanie nadwyżek energii przez gospodarstwa domowe powstałych w mikroinstalacjach PV nie jest rekomendowane. Sytuacja może się zmienić na korzyść magazynu w 2020 roku i kolejnych latach, kiedy spodziewany jest dalszy spadek nakładu inwestycyjnego magazynów energii. Otwartą kwestią pozostaje, czy po 15 latach eksploatacji instalacje PV będą mogły liczyć na przychody za wprowadzane nadwyżki energii do sieci. Jeżeli nie, magazyn może być po upływie 15 lat eksploatacji korzystny dla prosumenta.

3.6.7. Podsumowanie zastosowania magazynu energii opartego na technologii