蓬勃發展的美國電池儲能市場如今并沒有出現放緩跡象,美國政府提供資助的一項研究報告表明,其市場前景甚至可能超出此前預期。
美國國家可再生能源實驗室(NREL)上個月發布的《美國電池儲能提供峰值容量的潛力》得出的結論是,美國有可能通過4小時電池儲能系統的部署滿足峰值容量需求。
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報告稱:“研究結果表明,儲能系統取代峰值容量具有很大潛力,而這種潛力隨著太陽能發電設施的廣泛部署而增長。”然而,美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究結果表明,在目前情況下,儲能系統只能替代美國總峰值容量的一小部分。
美國國家可再生能源實驗室(NREL)的分析表明,鑒于當前的電網狀況和需求模式,美國大約裝機容量為28GW的峰值容量提供了轉換為4小時儲能潛力。 該實驗室預計,增加太陽能發電設施可以通過部署峰值容量的儲能系統來實現,這將使部署4小時儲能系統的實際潛力超出50GW峰值容量。報告說,這個數字是基于太陽能發電設施可以滿足10%美國國電力需求進行的假設。
從這個角度來看,截至2017年,美國的總發電量為1,187GW,其中261GW來自化石燃料的峰值發電。
雖然預計峰值容量的電池儲能系統部署的機會因地區而異,但美國國家可再生能源實驗室(NREL)分析表明,即使在傳統上認為不適合部署電網規模儲能系統的地區也仍然存在市場機會。
美國國家可再生能源實驗室(NREL)首席能源分析師、研究報告合著者Paul Denholm表示,“美國到處都有4小時儲能的機會,即使在天氣寒冷或有冬季運行調峰電廠的地方(如紐約州和新英格蘭地區)仍然有機會部署4小時儲能系統。”
儲能供應商Fluence公司市場應用總監Ray Hohenstein表示,這項研究的推出正處在美國儲能行業發展重要時刻,這項研究為行業內這種長期存在的現象提供了可信度:儲能系統為電網帶來巨大價值。
Hohenstein說,“美國國家可再生能源實驗室(NREL)的研究報告表明,在美國各個地區的能源批發市場都各自己有1GW以上容量。換句話說,美國有很大的空間來部署儲能系統,但必須采用4小時以上儲能系統。”
潛在影響
這是否意味著美國公用事業和批發市場將放棄天然氣調峰發電廠,而只投資于電池儲能系統?其答案是,不一定。
Denholm說,“這項研究不應該被混淆或誤解為最終詳細的可靠性分析。每個地區都有自己的情況和特點,這一點非常重要。這是需要更加詳細研究的近似值。我認為這是一個非常令人鼓舞的跡象,表明美國大部分地區都有部署4小時儲能系統的市場機會。”
他說,與傳統的天然氣調峰發電廠相比,電池儲能系統的高昂前期成本仍然是最大障礙之一,但在整體生命周期成本的基礎上,儲能系統通常成本更低。
美國國家可再生能源實驗室(NREL)在其報告中強調了與美國電網儲能系統部署相關的若干潛在限制因素,其中包括成本、性能、材料可用性以及儲能系統部署的地理限制等。
Hohenstein表示,盡管存在這些挑戰,這個調查結果將提振美國能源批發市場監管機構信心,將4小時儲能視為一種可靠的替代方案。
他說:“我們面臨的最大挑戰實際上是行業的心態轉變。在過去的幾年中,人們面臨這樣的現實:與傳統的天然氣調峰發電廠相比,儲能系統更具成本效益,并且需要公用事業公司開放采購。”
對于Fluence公司和AES公司來說,這種轉變早在2014年就發生了,當時這兩家公司在南加州簽訂了一個儲能系統滿足峰值需求項目的合同。
開創性的時刻
上個月,AES公司在加利福尼亞州長灘的100MW/400MWh Alamitos電池儲能項目破土動工,該項目根據與南加州愛迪生公司簽訂20年電力購買協議,將提供峰值容量。
Fluence公司首席運營官JohnZahurancik在一份聲明中表示:“Alamitos儲能項目將成為我們公司的第一個替代天然氣發電設施的獨立儲能系統。其規模、靈活性、長期性是一個基準,并將儲能系統作為支持峰值需求和電網的主流選擇。”
Hohenstein將Alamitos儲能項目描述為一個可以證明儲能系統可以與傳統天然氣發電廠進行競爭的轉折點。而從這時起,將有更多的更大容量儲能項目獲得進行部署。
他說,“我希望行業廠商對于環保和業務有利的事情上有更多共識。”
美國國家可再生能源實驗室(NREL)研究未考慮可能影響儲能部署潛力的若干因素,其中包括人口變化、氣候和電動汽車。根據這項研究,預計美國150GW的峰值容量將在未來20年內退役。
研究報告稱,“峰值容量的一部分可能會被不同持續放電時間的儲能系統所取代,這取決于儲能系統實際滿足峰值需求的能力。”
持續時間更長儲能系統的潛力
該報告將6小時和8小時儲能的發展前景也包括在內,并發現美國總體儲能潛力可以取代約70GW峰值容量。然而,這一數字仍不到總裝機調峰發電裝機容量(261GW)的三分之一,也不到未來二十年將退役預計150GW峰值容量的一半。但可再生能源的快速增長可能會改變儲能系統發展前景。
美國國家可再生能源實驗室(NREL)表示,“這些數值并不能解釋可再生能源對凈負荷影響導致的潛在增長。”
紐約州一直致力于推動電池儲能系統以提供峰值容量。紐約州公共服務部(DPS)最近確定,采用6小時儲能系統可以替代275MW以上的調峰發電廠,而這約占紐約峰值發電廠額定總容量的6%。而如果使用8小時儲能系統,可以替代500MW以上調峰發電廠。
紐約州公共服務部(DPS)這個采用儲能系統替代天然氣調峰電廠的研究還表明,獨立部署的4小時儲能系統能夠使864MW調峰發電廠符合該州的環保要求。