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Quel taux de durée d'utilisation convient à l'arbitrage énergétique résidentiel?

Les clients des services publics d'électricité résidentiels ont rarement la possibilité de recourir à l'arbitrage énergétique – achetez bas et vendez haut. Mais avec le bon tarif TOU, un client résidentiel peut faire fonctionner l'arbitrage à mesure que les coûts énergétiques augmentent et que les prix du stockage d'énergie diminuent.

Lorsque les gens pensent au stockage d'énergie, ils pensent souvent à l'utiliser pour acheter et stocker de l'énergie à un moment où le coût de l'électricité est faible et ensuite vendre ou utiliser cette énergie stockée à un moment où le coût est élevé. Cette stratégie est appelée arbitrage énergétique et est la méthode la plus directe pour profiter du stockage d'énergie. Cependant, l'arbitrage énergétique est rarement utilisé dans la pratique en raison de sa rentabilité. Dans cet article, nous verrons pourquoi cette stratégie est rarement utilisée aujourd'hui et ce qu'il faudrait pour la rendre plus rentable.

Contexte

À mesure que le coût de l'énergie augmente et que le coût du système de stockage d'énergie diminue, de plus en plus de contribuables pourront profiter du stockage d'énergie Behind The Meter (BTM). De nombreux systèmes de stockage d'énergie BTM sont déjà utilisés pour l'alimentation de secours et la gestion des charges à la demande. Cependant, relativement peu sont utilisés pour l'arbitrage. Pour mieux comprendre cela, nous devons comprendre le coût complet du stockage d'énergie BTM et le coût dynamique de l'énergie.

Le coût du stockage d'énergie diminue

Dans un marché de stockage résidentiel, Tesla Powerwall est la référence pour comparer les prix. En 2020, le site Web de Tesla suggère 6500 $ pour un système de 13,5 kWh. Le coût de stockage nivelé de Lazard est un rapport de l'industrie souvent cité pour toutes les formes de stockage, y compris le photovoltaïque résidentiel plus le stockage. NewEnergyFinance de Bloomberg («BloombergNEF»), un rapport accessible aux investisseurs, montre également que les prix des batteries au lithium-ion sont passés de la valeur de 2010 de 1160 $ ​​en dollars de 2018 à 176 $ en 2018. La base de référence technologique annuelle du National Renewable Energy Laboratory (NREL) montre le PV plus les coûts de stockage avec une valeur de 10000 $ pour une batterie lithium-ion de 5 kW / 20 kWh en dollars de 2016. Ce coût est de 10 754 $ en dollars d'aujourd'hui.

Peu de batteries au lithium fer phosphate (LFP) sont sur le terrain depuis 30 ans, il est donc prudent de prétendre qu'elles devraient durer plus de 25 ans ou 2,5 fois plus longtemps que le nickel-manganèse-cobalt (NMC).

Croquer les chiffres

Pour que le stockage d'énergie soit rentable comme arbitrage énergétique, le coût du système proposé doit être inférieur à la valeur acquise en l'utilisant au fil du temps. Voyons deux exemples, un système qui fonctionne et un qui ne dessine pas. Nous avons délibérément choisi des serre-livres pour couvrir le spectre des projets qui se situent entre les projets qui fonctionnent et ceux qui ne fonctionnent pas.

Au départ, nous supposons que le coût matériel d'un système de stockage d'énergie (ESS) pour un système de 5 kW / 13 kWh est de 8 000 $. Le coût de main-d'œuvre typique de l'installation d'un système résidentiel est d'environ 5 000 $. Les batteries sont des biens consommables.

Le client résidentiel moyen souhaite obtenir un retour sur investissement (ROI) alors que les batteries sont toujours utilisables. La plupart des systèmes de stockage d'énergie ont une période de garantie d'au moins dix ans, nous aimerions donc rembourser le système dans environ dix ans ou moins. Le système aura une durée de vie utilisable après cela. Les experts expérimentés en stockage de batterie savent de première main quels systèmes durent plus longtemps que d'autres. Cependant, pour que nos chiffres fonctionnent à des fins de comparaison, nous avons supposé une garantie de dix ans.

En supposant que nous n'avons qu'un seul cycle de charge / décharge par jour pour déplacer 13 kWh d'énergie de l'heure creuse à l'heure crête. À chaque période, nous économisons uniquement la différence entre le prix du pic au pic et le delta des prix.

Un exemple où les chiffres fonctionnent Un système avec le delta le plus élevé de taux TOU et de taux hors pointe: Hawaiian Electric Company (HECO).

1. Chez HECO, le TOU sur la grande île de 17 h à 22 h est de 49,2 cents le kWh. Et le tarif hors pointe de 9 h à 17 h est de 9,7 cents.
2. Nous avons donc un delta de 39,5 cents par kWh ou 5,135 $ par décharge (39,5 cents fois 13 kWh).
3. Multipliez ce montant de 5,355 $ par le nombre de jours ouvrables par an (261 jours ouvrables car TOU ne comprend généralement pas les week-ends ou les jours fériés) et nous obtenons 1340 $ par an ou 13 400 $ (1340 $ 10 fois) avant l'expiration de la période de garantie.
4. Cet avantage de 13 400 $ est supérieur au coût d'installation (8 000 $ plus 5 000 $) du système.
5. Par conséquent, les chiffres fonctionnent.

Un exemple où les chiffres ne fonctionnent pas- Un système avec le delta le plus bas du taux horaire et du taux hors pointe: Xcel Dakota du Nord.

1. À Xcel-ND, le service horaire de juin à septembre est de 15,34 cents le kWh. Et le taux hors pointe pour tous les mois est de 2,559 cents.
2. Nous avons donc un delta de 12,781 cents par kWh ou 1,66 $ par décharge.
3. Multipliez ce 1,66 $ par le nombre de jours ouvrables par an (261 jours ouvrables car TOU ne comprend généralement pas les week-ends ou les jours fériés) et nous obtenons 433 $ par an ou 4330 $ avant l'expiration de la période de garantie.
4. Cet avantage de 4 330 $ est inférieur au coût d'installation (8 000 $ plus 5 000 $) du système.
5. Par conséquent, les chiffres ne fonctionnent pas.

Considérations supplémentaires

Ces calculs n'incluent pas les incitations telles que le crédit d'impôt fédéral à l'investissement (ITC) ni certaines incitations d'État telles que le programme d'incitation des petits producteurs de Californie (SGIP). Peut-être que le client résidentiel devrait inclure le retour sur investissement pour les exemples HI et ND avec ces incitations ici. Il existe d'autres raisons d'installer un ESS résidentiel tel qu'une alimentation de secours qui fournit une valeur non monétaire. Étant donné que les prix du stockage d'énergie continuent de baisser, les chiffres doivent être exécutés chaque fois que les paramètres sous-jacents changent.

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