作為電力行業(yè)潛在的革命性資源，儲能技術(shù)正在突飛猛進地發(fā)展。南加州愛迪生公司(SCE)和佛羅里達電力與照明公司(FPL)最近宣布了公用事業(yè)規(guī)模的儲能計劃，此前彭博新能源財經(jīng)(Bloomberg New Energy Finance)發(fā)布了一份報告，強調(diào)了儲能成本的大幅下降。


智能、低成本的儲能部署可幫助用電峰值減負40GW

更全面地分析儲能部署的方法是——更好地了解其具體的系統(tǒng)優(yōu)勢和分配容量價值的更可靠的方法，在未來幾年隨著美國存儲行業(yè)的急劇擴張實現(xiàn)價值化。包括過渡性激勵措施和“清潔峰值”標準的增長還將得到國家政策的支持，讓投資者更好地理解儲能作為一種資產(chǎn)類別，隨著時間的推移可能帶來的收入。

關(guān)于儲能的理念往往集中在兩極：它可以替代天然氣發(fā)電廠，或者永遠都不能，因為它需要其他資源來充電。不同的地區(qū)和市場對儲能的安排也有很大的不同。

例如，PJM（區(qū)域電力市場運營商）對容量資源的持續(xù)時間要求為10小時，這實際上將儲能完全排除在市場之外了。雖然加州4小時工作制的要求和支持性政策促進了其儲能市場的發(fā)展，但加州和其他行動較早的州需要重新審視他們對儲能的思考。

拋開其挑戰(zhàn)性，儲能提供了一種引人注目的、可靠的替代方案，可以替代固定的天然氣容量，這遠遠超出近期預計的安裝級別。但是儲能對于天然氣的可替代性并不是永久的，最大限度地利用儲能，特別是在較高的滲透率上為系統(tǒng)提供最大價值的儲能投資，這比目前使用的技術(shù)復雜得多。


智能、低成本的儲能部署可幫助用電峰值減負40GW

儲能具有容量價值

儲能經(jīng)常被作為新的或即將退役的天然氣峰值機組的替代品，它還可以提供天然氣和其他傳統(tǒng)資源無法提供的快速響應(yīng)服務(wù)。但儲能能否替代天然氣取決于它的“容量值”，或者它對維持可靠性的預期貢獻。這通常由“有效承載能力”(ELCC)來衡量，這是可靠性規(guī)劃中使用的一個度量標準，用來表示可被視為“完美容量”的資源的百分比。

下表顯示了E3最近在存儲容量價值方面的一些發(fā)現(xiàn)。橫軸表示市場滲透率：安裝的儲能容量占系統(tǒng)峰值的百分比。縱軸表示儲能容量值(由ELCC表示)。

這些數(shù)據(jù)是按系統(tǒng)規(guī)模標準化的，來自對北美各州、地區(qū)和公用事業(yè)電力系統(tǒng)的幾項規(guī)劃分析，使用一種復雜的專有工具進行可靠性分析。其中一半的案例分析了當今的電力系統(tǒng)，而另一半分析了未來受某些可再生能源和/或溫室氣體約束的系統(tǒng)。該圖關(guān)注4小時儲能，因為它是當前最常見的配置。


智能、低成本的儲能部署可幫助用電峰值減負40GW

4小時系統(tǒng)峰值的滲透率(%)

圖1：不同滲透水平下4小時貯存容量值。使用E3的RECAP容量規(guī)劃模型，對以下電力系統(tǒng)和時間框架的資源充足性分析數(shù)據(jù)進行了分析:Xcel Minnesota(2030)、Pacific Northwest(2050)、Small Northeast Utility(2018)和California(2018)。

圖表顯示，在大多數(shù)研究的系統(tǒng)中，4小時的儲能始終提供90%到100%的容量值，此時達到了接近“完美容量”，存儲穿透率達到系統(tǒng)峰值的5%左右。此外，在穿透率明顯高于這一值時，儲存仍然保持相當大的容量值。

盡管在網(wǎng)格大小、資源組合、負載形狀、峰值時間和持續(xù)時間以及分析的時間框架上有很大的差異，但這是正確的。唯一的例外是水資源豐富的太平洋西北地區(qū)，那里的水儲能價值最高達到了80%多一點，并且急劇下降(由于水力發(fā)電蘊藏著大量的儲水能力)。

該圖表還顯示，儲能不能無限期地取代穩(wěn)定的峰值產(chǎn)能。在每個區(qū)域，儲能容量值隨著安裝儲能數(shù)量的增加而下降。這是因為儲能往往會使系統(tǒng)的峰值趨于平緩，這就要求它的放電時間逐漸延長，并降低額外存儲的邊際容量值。(作為一種“使用受限”的資源，儲能不能在不充電的情況下無限地分派。)


智能、低成本的儲能部署可幫助用電峰值減負40GW

毫無疑問，一定數(shù)量的儲能可以為穩(wěn)定的峰值容量提供對等的替代。

我們分析了美國能源信息署（EIA）關(guān)于去年(非同期)高峰負荷日的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示，在美國的每一塊區(qū)域4小時儲能峰值負載可能減少至少21 GW。6小時的儲能可以減少至少40 GW，那是很大的存儲空間。

朝著更加嚴格、一致的儲能處理方向發(fā)展

考慮一下是投資更便宜的4小時儲能電池，還是投資容量更高的6小時儲能電池。這是一個復雜的問題，既涉及可靠性，也涉及經(jīng)濟，目前的評估框架應(yīng)該解決這個問題，但在很大程度上并沒有這么做。這樣做需要對儲能投資的成本和多種利益進行協(xié)調(diào)分析，包括應(yīng)該避免的容量成本、與較長存續(xù)期相關(guān)的成本溢價以及較長存續(xù)期所能提供的增量經(jīng)營價值。

對儲能的思考和處理更加嚴謹會有助于決策者優(yōu)化儲能投資的類型、大小和時機。它還可以指導市場參與規(guī)則和資格要求。

監(jiān)管機構(gòu)和政策制定者應(yīng)該仔細分析多大的儲能空間和哪種儲能類型對系統(tǒng)最有利，以及隨著時間的推移這些好處如何演變。他們還需要平衡儲能系統(tǒng)的價值和投資者支持部署所需的收入確定性。而且，由于儲能有時可以取代天然氣發(fā)電，但并非總是如此，因此對這些資源的新投資應(yīng)在一貫和透明的基礎(chǔ)上進行評估。


智能、低成本的儲能部署可幫助用電峰值減負40GW

開發(fā)者應(yīng)該為容量認證開發(fā)一個完善、持久的框架，既能捕捉儲能時間的差異，又能隨著其滲透率的增長和整個系統(tǒng)的負載以及資源的變化而發(fā)展。框架還應(yīng)該在單個儲能資源之間、儲能和可再生能源之間分配容量價值，因為它們的綜合容量價值可能超過各自價值的總和。公用事業(yè)和采購實體應(yīng)更新評估資源的“最低成本”方法，以考慮組合資源對儲能容量價值的交互影響以及儲能和可再生能源之間的協(xié)同作用。

批發(fā)儲能業(yè)務(wù)經(jīng)驗、財務(wù)數(shù)據(jù)和技術(shù)分析的不斷增加，使人們對其價值和應(yīng)用有了更深入的了解，利用這些有助于優(yōu)先考慮復雜資源的最佳應(yīng)用程序。