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(jìn)地發(fā)展。南加州愛迪生公司(SCE)和佛羅里達(dá)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(jì)劃，此前彭博新能源財(cái)經(jīng)(Bloomberg New Energy Finance)發(fā)布了一份報(bào)告，強(qiáng)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(fù)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(jià)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(kuò)張實(shí)現(xiàn)價(jià)值化。包括過渡性激勵(lì)措施和“清潔峰值”標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(yuǎn)都不能，因?yàn)樗枰渌Y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(yùn)營商）對容量資源的持續(xù)時(shí)間要求為10小時(shí)，這實(shí)際上將儲能完全排除在市場之外了。雖然加州4小時(shí)工作制的要求和支持性政策促進(jìn)了其儲能市場的發(fā)展，但加州和其他行動(dòng)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(yuǎn)遠(yuǎn)超出近期預(yù)計(jì)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(jià)值的儲能投資，這比目前使用的技術(shù)復(fù)雜得多。


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儲能具有容量價(jià)值

儲能經(jīng)常被作為新的或即將退役的天然氣峰值機(jī)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(yù)期貢獻(xiàn)。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(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)，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(jià)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?？v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(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)規(guī)劃分析，使用一種復(fù)雜的專有工具進(jìn)行可靠性分析。其中一半的案例分析了當(dāng)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(shí)儲能，因?yàn)樗钱?dāng)前最常見的配置。


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4小時(shí)系統(tǒng)峰值的滲透率(%)

圖1：不同滲透水平下4小時(shí)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(shí)間框架的資源充足性分析數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)的儲能始終提供90%到100%的容量值，此時(shí)達(dá)到了接近“完美容量”，存儲穿透率達(dá)到系統(tǒng)峰值的5%左右。此外，在穿透率明顯高于這一值時(shí)，儲存仍然保持相當(dāng)大的容量值。

盡管在網(wǎng)格大小、資源組合、負(fù)載形狀、峰值時(shí)間和持續(xù)時(shí)間以及分析的時(shí)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(jià)值最高達(dá)到了80%多一點(diǎn)，并且急劇下降(由于水力發(fā)電蘊(yùn)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(gè)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?yàn)閮δ芡鶗瓜到y(tǒng)的峰值趨于平緩，這就要求它的放電時(shí)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。)


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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(fù)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(shí)儲能峰值負(fù)載可能減少至少21 GW。6小時(shí)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(yán)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(shí)儲能電池，還是投資容量更高的6小時(shí)儲能電池。這是一個(gè)復(fù)雜的問題，既涉及可靠性，也涉及經(jīng)濟(jì)，目前的評估框架應(yīng)該解決這個(gè)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(jìn)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(jià)以及較長存續(xù)期所能提供的增量經(jīng)營價(jià)值。

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

監(jiān)管機(jī)構(gòu)和政策制定者應(yīng)該仔細(xì)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(shí)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(jià)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(shí)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(jìn)行評估。


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開發(fā)者應(yīng)該為容量認(rèn)證開發(fā)一個(gè)完善、持久的框架，既能捕捉儲能時(shí)間的差異，又能隨著其滲透率的增長和整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載以及資源的變化而發(fā)展?？蚣苓€應(yīng)該在單個(gè)儲能資源之間、儲能和可再生能源之間分配容量價(jià)值，因?yàn)樗鼈兊木C合容量價(jià)值可能超過各自價(jià)值的總和。公用事業(yè)和采購實(shí)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(jià)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(yàn)、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)和技術(shù)分析的不斷增加，使人們對其價(jià)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(fù)雜資源的最佳應(yīng)用程序。