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儲能系統(tǒng)部署受阻 市場設(shè)計成為“關(guān)鍵障礙”
日期:2021-08-30   [復(fù)制鏈接]
責任編輯:sy_zhuzelin 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
研究表明,可再生能源發(fā)電量的快速增長使得具有成本效益的儲能部署變得更加緊迫。而歐洲正在部署一些公用事業(yè)規(guī)模電池儲能系統(tǒng),幾乎每周都會公布新項目的部署計劃。電池儲能技術(shù)發(fā)展似乎步入正軌,2019年儲能系統(tǒng)的成本為156美元/kWh,預(yù)計到 2030 年將降至61美元/kWh。

國際可再生能源機構(gòu)(IRENA)的技術(shù)專家Emanuele Taibi、Carlos Fernández 和 Aakarshan Vaid 指出,由于缺乏認可和激勵公用事業(yè)規(guī)模儲能系統(tǒng)真正價值的市場,儲能部署進展受到一些阻礙。人們不應(yīng)該只考慮為儲能系統(tǒng)存儲電力所帶來的好處,還需要考慮儲能系統(tǒng)為穩(wěn)定電網(wǎng)運營(頻率響應(yīng)、靈活性)帶來的好處。他們在一份研究報告中描述了歐洲為創(chuàng)造新市場而采取的政策舉措,以及來自英國和澳大利亞的案例研究。最后提出了兩項全球倡議:世界銀行提出的儲能伙伴關(guān)系和國際可再生能源機構(gòu)(IRENA)提出的電池儲能估值框架。

報告指出,當前電力部門的轉(zhuǎn)型需要更加靈活的能源系統(tǒng),以確保容納更多的可再生能源電力能夠可靠且經(jīng)濟高效地運行。太陽能發(fā)電設(shè)施和風力發(fā)電設(shè)等大量可變的可再生能源電力整合帶來了許多技術(shù)和經(jīng)濟方面挑戰(zhàn),需要監(jiān)管機構(gòu)、電力系統(tǒng)運營商、公用事業(yè)公司和政策制定者規(guī)劃、管理和運營電力系統(tǒng)的方式進行各種改變。

在這種情況下,電池儲能系統(tǒng)成為是當今解決隨著可再生能源電力滲透率不斷提高而帶來挑戰(zhàn)的重要解決方案。這主要是因為,由于其獨特的快速存儲和釋放電力能力,電池儲能系統(tǒng)成為一種非常適合提供一系列支持太陽能和風能集成服務(wù)的技術(shù)。

創(chuàng)新:車輛到電網(wǎng)(V2G)和智能充電

電池儲能系統(tǒng)可以在可再生能源使用的關(guān)鍵部分實現(xiàn)快速脫碳。在交通領(lǐng)域,電動汽車 (EV) 中電池作為儲能系統(tǒng)的可行性正在迅速提高。在全球許多國家,可再生能源成本的降低使其電力成為交通運輸部門有吸引力的低成本燃料。

例如比利時、荷蘭、盧森堡、法國和德國歐洲這五個國家目前約有73萬輛電動汽車在運營,占全球電動汽車總量的 12%。在電力需求峰值時期,電動汽車電池存儲的電力可以反饋到電網(wǎng)并提供多種服務(wù)。這也稱為車輛到電網(wǎng)技術(shù) (V2G)。這種技術(shù)可將配電網(wǎng)投資減少40%至90%。

電池成本降低:到2030年將降到61美元/kWh

在各種不同的儲能技術(shù)中,抽水蓄能技術(shù)在歷史上一直是而且現(xiàn)在也是儲能容量最大的儲能系統(tǒng)。但電池是當今在性能和成本降低方面進展最快的儲能技術(shù)。這使得多種服務(wù)能夠通過存儲而不是發(fā)電提供:可以更快、更有效地在需要服務(wù)的位置提供電力服務(wù)。此外,彭博新能源財經(jīng)公司(BNEF)估計,鋰離子電池的成本將從2019年的156美元/kWh降至2030年的61美元/kWh。在這種情況下,與太陽能發(fā)電設(shè)施共址部署的電池儲能系統(tǒng)基本上消除了對柴油發(fā)電機的應(yīng)急電力需求。而對于并網(wǎng)應(yīng)用,公用事業(yè)規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)可以緩解輸電阻塞,同時提供頻率控制服務(wù)。

提高電網(wǎng)穩(wěn)定性

電池儲能系統(tǒng)可以有效地為系統(tǒng)運營商提供多種電網(wǎng)服務(wù),包括頻率響應(yīng)、調(diào)節(jié)儲備和頻率控制。

此外,當與可再生能源發(fā)電設(shè)施配套部署時,電池儲能系統(tǒng)可以為離網(wǎng)社區(qū)和孤立電網(wǎng)提供清潔、可靠和具有成本效益的電力。公用事業(yè)規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)還可以提供關(guān)鍵服務(wù),例如黑啟動服務(wù)和頻率調(diào)節(jié),這些對于融合可再生能源份額更高的電力系統(tǒng)的運行至關(guān)重要。

市場設(shè)計是一個關(guān)鍵障礙,但正在發(fā)生改變

盡管電池儲能系統(tǒng)是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù),但當前的市場設(shè)計往往是儲能部署的障礙,從而影響項目可行性并最終影響儲能部署。電力市場通常仍然是為發(fā)電量身定制的,而電池儲能系統(tǒng)既是發(fā)電設(shè)施又是靈活的負載。因此需要調(diào)整市場規(guī)則,以允許儲能項目將其提供的不同系統(tǒng)收益實現(xiàn)貨幣化。

隨著各國重新考慮其電力市場發(fā)展,并采用允許將儲能系統(tǒng)的收益轉(zhuǎn)化為項目收入的新法規(guī),世界各地的電池儲能部署正在迅速增加。歐洲理事會于2019年5月批準了一項關(guān)于內(nèi)部電力市場通用規(guī)則的電力指令。該指令由歐盟委員會作為清潔能源一攬子計劃的一部分提出,承認儲能系統(tǒng)作為轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵參與者之一,并敦促歐盟成員國解決儲能部署的主要障礙。

該指令與歐盟成員國到2030年實現(xiàn)32%的可再生能源目標一起納入各國法規(guī),該指令要求提高電力系統(tǒng)靈活性,其中電池儲能系統(tǒng)是一個關(guān)鍵選擇。出于這個原因,德國在2019年部署的電池儲能系統(tǒng)的裝機容量增加了41%,達到1.1GW,分別部署了453MW公用事業(yè)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)和680MW住宅電池儲能系統(tǒng)。

歐洲有幾個電網(wǎng)規(guī)模電池儲能項目正在部署中,并且?guī)缀趺恐芏紩疾渴鹦马椖坑媱?。例如道達爾公司日前宣布,他們將部署法國一個規(guī)模最大的電池儲能項目,其規(guī)模為25MW/25MWh。NEC公司也在日前宣布在荷蘭建設(shè)一個12MW電池儲能項目,該項目將為電網(wǎng)提供多種服務(wù)。

促進儲能部署:英國的案例研究

英國在對于能源技術(shù)招標中發(fā)現(xiàn),電池儲能系統(tǒng)成為主要儲能技術(shù)。例如,英國的電力系統(tǒng)運營商National Grid公司開發(fā)了增強型頻率響應(yīng)(EFR)電網(wǎng)服務(wù)。增強型頻率響應(yīng)(EFR)電網(wǎng)產(chǎn)品被定義為一種動態(tài)服務(wù),其有功功率隨系統(tǒng)頻率的變化而相應(yīng)變化,該服務(wù)專為電池儲能系統(tǒng)開發(fā),一旦頻率超過閾值,可以在一秒或更短的時間內(nèi)提供頻率響應(yīng)服務(wù)。

為了在英國提供增強型頻率響應(yīng)(EFR)服務(wù),National Grid公司于2016年8月啟動了200MW儲能系統(tǒng)拍賣活動。共收到64個投標書,其中61個是電池儲能項目,2個為需求響應(yīng)項目,1個為熱能發(fā)電項目。在這些不同的投標書中,National Grid公司選擇了8個電池儲能項目,其增強型頻率響應(yīng)(EFR)服務(wù)平均價格為9.44英鎊/MWh??偣泊_保了大約201MW的電池儲能系統(tǒng)提供長達4年服務(wù)。

還有兩個例子是授予英國投資商LowCarbon公司的Glassenbury(40MW/28MWh)和Cleator(10MW/7MWh)儲能項目。目前英國四分之一的強型頻率響應(yīng)(EFR)容量由這兩個儲能項目提供,這兩個項目為穩(wěn)定電網(wǎng)頻率做出了重大貢獻。

多重收入是儲能項目可行性的關(guān)鍵:南澳大利亞州案例研究

電池成本的降低開啟了電池儲能系統(tǒng)越來越多的具有成本效益的應(yīng)用、用例和商業(yè)模式。一個例子是特斯拉公司為在南澳大利亞運營的一個裝機容量為309MW風力發(fā)電場安裝的100MW/129MWh霍恩斯代爾電池儲能系統(tǒng)。成為當時全球規(guī)模最大的鋰離子電池儲能系統(tǒng),該儲能系統(tǒng)主要提供頻率控制和短期網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)。

該電池儲能系統(tǒng)由特斯拉公司部署,自從2017年12月投入運營,總投資為9000萬澳元,提供了包括能源套利和應(yīng)急頻率控制輔助服務(wù)(FCAS)在內(nèi)的眾多服務(wù)。2018年,霍恩斯代爾電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)生了約2900萬澳元的收入,超出了很多人的預(yù)期。其收入包括來自南澳大利亞政府的420萬澳元的固定收入(10年),以及來自能源套利和應(yīng)急頻率控制輔助服務(wù)(FCAS)的約2500萬澳元,表明儲能項目可行性的關(guān)鍵是通過提供多種服務(wù)來增加收入。
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霍恩斯代爾電池儲能系統(tǒng)在2018的年收入


 
 國際合作的作用:儲能伙伴關(guān)系(ESP

2019年5月,儲能伙伴關(guān)系(ESP)由世界銀行集團與包括國際可再生能源機構(gòu)(IRENA)在內(nèi)的29個機構(gòu)和組織建立,建立了新的國際伙伴關(guān)系以幫助擴大儲能部署,并將新技術(shù)引入發(fā)展中國家的電力系統(tǒng)。這些組織將共同努力幫助加快部署適合發(fā)展中國家需求的儲能解決方案。

IRENA電力存儲估值框架(ESVF)

國際可再生能源機構(gòu)(IRENA)日前發(fā)布了其電池儲能系統(tǒng)估值框架(ESVF)。電池儲能系統(tǒng)估值框架(ESVF)旨在指導(dǎo)制定有效的儲能政策,以整合可再生能源發(fā)電設(shè)施。電池儲能系統(tǒng)估值框架(ESVF)及其建模方法描述了如何評估電池儲能系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的價值以及如何成功部署創(chuàng)造條件。該框架分為三個部分:一個面向政策制定者和監(jiān)管者,另一部分介紹執(zhí)行儲能系統(tǒng)估值的建模方法,最后一部分研究現(xiàn)有儲能項目中的用例。 


 
原標題:儲能系統(tǒng)部署受阻 市場設(shè)計成為“關(guān)鍵障礙”
 
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來源:中國儲能網(wǎng)
 
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