根據美國國家可再生能源實驗室(NREL)日前發布的一份調查報告,在協同作用方面,太陽能+儲能項目優于風電+儲能項目。盡管電池儲能系統在整合這兩種可再生能源方面都發揮了重要作用。
而從現(xian)在(zai)到2050年(nian),儲能系統將在(zai)美國(guo)電力系統中發(fa)揮重要作用(yong),為采用(yong)低成本的可(ke)再生(sheng)能源(yuan)取代(dai)化石燃料,以及平衡(heng)美國(guo)各(ge)地的電力供需提供機會(hui)。
研究報告指(zhi)出,儲能(neng)(neng)系統(tong)能(neng)(neng)夠(gou)存(cun)儲太陽能(neng)(neng)發電(dian)設施(shi)和風力發電(dian)設施(shi)的多余發電(dian)量,這意味(wei)著它可以在最(zui)需要(yao)的時候為能(neng)(neng)源組合做出貢獻,即使在可變可再生能(neng)(neng)源部署(shu)的最(zui)保(bao)守情況下也是如此。
美(mei)國(guo)國(guo)家可再生能(neng)(neng)源實(shi)驗室(shi)(NREL)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)人員為美(mei)國(guo)到2050年(nian)的(de)(de)(de)儲能(neng)(neng)部(bu)署(shu)建模了一(yi)系列場景,其中包(bao)括(kuo)參考案例、低成本(ben)的(de)(de)(de)電池、低成本(ben)的(de)(de)(de)太陽能(neng)(neng)發電、高成本(ben)的(de)(de)(de)天然氣發電,以及(ji)零(ling)碳情(qing)景。
即使(shi)在(zai)(zai)參考案例中,到2050年,美國(guo)電(dian)(dian)網上(shang)運行(xing)的(de)儲(chu)能(neng)系統裝機容量(liang)也(ye)將從目前安(an)裝的(de)約23GW上(shang)升到213GW——盡管鋰離子電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)系統快速(su)增長并開(kai)始擴展市場(chang)份額,但如今絕大多數儲(chu)能(neng)容量(liang)都來自(zi)抽水蓄能(neng)設施。在(zai)(zai)低成本電(dian)(dian)池(chi)的(de)情(qing)景中,這一數字上(shang)升至384GW/1,792GWh,在(zai)(zai)零(ling)碳(tan)情(qing)景中高達932GW/6,097GWh。
儲能(neng)系統可以提供服(fu)(fu)務(wu)的多種應用(從輔(fu)助(zhu)電網服(fu)(fu)務(wu)到能(neng)源套利(li)和(he)容(rong)量服(fu)(fu)務(wu))都發揮(hui)了作用,但隨著電網向更高的可再生能(neng)源滲透率邁(mai)進(jin),能(neng)源套利(li)和(he)容(rong)量價值真正開始顯現。
儲能(neng)(neng)系統(tong)作為一(yi)種峰值容量資(zi)產(可再生(sheng)能(neng)(neng)源廉價(jia)且豐富的時候(hou)儲存產生(sheng)的能(neng)(neng)量,然后在峰值需求期間(jian)時將其輸出到電網)是(shi)一(yi)種特別有價(jia)值的應用,并在未(wei)來(lai)越來(lai)越有價(jia)值。
同樣重要(yao)(yao)的(de)(de)是要(yao)(yao)注意(yi),增(zeng)加(jia)儲能部(bu)署可能會降低化石燃料發(fa)電(dian)機的(de)(de)啟(qi)動(dong)和使用頻率,避免或減少火力發(fa)電(dian)廠的(de)(de)運行可能對公眾(zhong)健康產生的(de)(de)不利影響,尤其是對于那些生活在(zai)這些發(fa)電(dian)廠附(fu)近的(de)(de)居民(min)。
每天每小時(shi)的儲(chu)能(neng)(neng)利用率(lv)建模。儲(chu)能(neng)(neng)系統采用量緊(jin)隨峰值電力需求變化(hua),包括隨著太陽能(neng)(neng)發電量變得更(geng)多或更(geng)少而發生變化(hua)
事(shi)實上,儲能(neng)系(xi)統(tong)可以提高幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)發(fa)電(dian)資(zi)產(chan)效率:提高太陽能(neng)發(fa)電(dian)設(she)(she)施和風力發(fa)電(dian)設(she)(she)施的利用率,這些發(fa)電(dian)設(she)(she)施以低邊際成本生(sheng)產(chan)能(neng)源。
研究(jiu)人員發(fa)現,電(dian)(dian)(dian)池儲(chu)能系統(tong)與太陽能發(fa)電(dian)(dian)(dian)設施的(de)協同作用要(yao)比電(dian)(dian)(dian)池儲(chu)能系統(tong)與風(feng)力發(fa)電(dian)(dian)(dian)更(geng)加(jia)一致(zhi),因為太陽能發(fa)電(dian)(dian)(dian)更(geng)可(ke)預測。風(feng)力發(fa)電(dian)(dian)(dian)設施的(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)周期(qi)可(ke)能比需(xu)要(yao)的(de)時間(jian)長,也可(ke)能比需(xu)要(yao)的(de)時間(jian)短,這(zhe)使(shi)得整(zheng)合(he)風(feng)力發(fa)電(dian)(dian)(dian)變得更(geng)加(jia)困(kun)難。
研究(jiu)人(ren)員承認,對電力系統(tong)進(jin)行(xing)建(jian)模并(bing)考慮部署更多的儲能(neng)系統(tong)和可(ke)再生能(neng)源部署是(shi)一項(xiang)復雜的業(ye)務(wu),使用(yong)這些資源來平衡電網也(ye)是(shi)如此(ci),但這是(shi)完(wan)全(quan)可(ke)行(xing)的。
美國(guo)國(guo)家可再(zai)生能源(yuan)實驗室(NREL)首(shou)席研(yan)究員Jennie Jorgenson說,“我(wo)們再(zai)次(ci)發現(xian),具有(you)大量儲(chu)(chu)(chu)能容(rong)量的未來電(dian)力系統可以成功(gong)地實現(xian)全天候負載平(ping)衡。最重要(yao)的是(shi),我(wo)們發現(xian)具有(you)高儲(chu)(chu)(chu)能水平(ping)的電(dian)力系統通過存儲(chu)(chu)(chu)可再(zai)生能源(yuan)來取代化石燃料的電(dian)力,從而更(geng)有(you)效地運(yun)行(xing)。”
該研究(jiu)的(de)重點是部署(shu)持續時間(jian)長(chang)達12小(xiao)時的(de)晝(zhou)夜(ye)儲能(neng)系(xi)統或(huo)多日儲能(neng)系(xi)統,盡管(guan)其研究(jiu)團隊表示,進一(yi)步(bu)研究(jiu)持續放(fang)電更(geng)長(chang)的(de)儲能(neng)系(xi)統的(de)作(zuo)用可能(neng)會(hui)更(geng)有好處,但(dan)儲能(neng)系(xi)統和輸電基礎設施之間(jian)的(de)關系(xi)很復雜,需(xu)要進一(yi)步(bu)驗證(zheng)。
作為峰值容量(liang)資產,對儲能系(xi)(xi)統(tong)的主要(yao)需求(qiu)將在(zai)全(quan)年保持(chi)一致,但在(zai)電(dian)(dian)網(wang)承受其最(zui)高峰需求(qiu)時(shi)(shi),持(chi)續放電(dian)(dian)時(shi)(shi)間約為10小(xiao)時(shi)(shi)的儲能系(xi)(xi)統(tong)將最(zui)具價(jia)值。隨著化石燃料發電(dian)(dian)設施(shi)退役,其價(jia)值也在(zai)增長。
美國(guo)國(guo)家可再生能源實(shi)驗室(shi)(NREL)的報告包括使用(yong)其(qi)構建的電力部門容(rong)量規劃模型,其(qi)名稱(cheng)為區域能源部署(shu)系(xi)統(ReEDS),并將其(qi)與(yu)能源市(shi)場模擬和(he)預測軟件PLEXOS相結合。ReEDS可公開獲得(de),以幫助建模和(he)分析社區。作者:劉(liu)來源:中(zhong)國(guo)儲能網(wang)