儲能系統(tǒng)有望成為未來電網(wǎng)寶貴資源

“隨著成本下降和可再生能源部署量的增加，儲能系統(tǒng)有望成為未來電網(wǎng)的寶貴資源，尤其是當(dāng)電力系統(tǒng)允許儲能系統(tǒng)同時提供多種電網(wǎng)服務(wù)以及太陽能發(fā)電量更高的情況下。”

這是美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)在其最近發(fā)布的一份有關(guān)“儲能未來研究(SFS)”項(xiàng)目的分析報告得出的結(jié)論。該報告描述了美國電力系統(tǒng)到2050年部署電網(wǎng)規(guī)模的長時儲能(最長達(dá)到12小時)巨大市場潛力。

美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)分析師Will Frazier、Wesley Cole、Paul Denholm、Scott Machen和Nate Blair共同撰寫了這份名為“美國電力部門部署儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)潛力”的分析報告，探討了儲能技術(shù)的總體市場潛力以及優(yōu)化部署成本的關(guān)鍵驅(qū)動因素。

國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)分析師兼該報告的主要作者Will Frazier指出：“我們在研究中發(fā)現(xiàn)，在各種模擬情景中，長時儲能具有巨大的市場潛力。為了實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)的儲能部署，電力系統(tǒng)需要允許儲能系統(tǒng)提供容量和能源時移的電網(wǎng)服務(wù)。”

在這項(xiàng)工作中，研究人員為該實(shí)驗(yàn)室的區(qū)域能源部署系統(tǒng)(ReEDS)的容量擴(kuò)展模型添加了新功能，以準(zhǔn)確表示允許提供電網(wǎng)服務(wù)時的電池儲能系統(tǒng)的價值，而這是一個建模面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn)。由于儲能系統(tǒng)的價值很大程度上取決于持續(xù)放電時間，區(qū)域能源部署系統(tǒng)(ReEDS)每小時模擬一次系統(tǒng)運(yùn)行的情況。

研究人員使用區(qū)域能源部署系統(tǒng)(ReEDS)模型模擬了兩組場景——一組允許儲能系統(tǒng)提供多種電網(wǎng)服務(wù)，另一組限制儲能系統(tǒng)可以提供的電力服務(wù)。所有場景都對儲能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)施、太陽能發(fā)電設(shè)施以及天然氣發(fā)電設(shè)施使用不同的成本和性能假設(shè)來確定儲能部署的關(guān)鍵驅(qū)動因素。

報告發(fā)現(xiàn)：

•在所有場景中，電網(wǎng)規(guī)模的儲能部署將顯著增長。到2050年，在假設(shè)具有適度的成本和性能下，部署的總裝機(jī)容量將超過125GW。

•最初部署的儲能系統(tǒng)的持續(xù)放電時間大多較短(最長為4小時)，然后隨著部署的增加而逐漸延長持續(xù)放電時間(最長為12小時)，主要是因?yàn)槌掷m(xù)時間更長的儲能系統(tǒng)部署成本目前更昂貴。

•2030年，各個應(yīng)用場合的電池儲能系統(tǒng)年部署的裝機(jī)容量從1GW到30GW不等。

•到2050年，美國每年部署的電池儲能系統(tǒng)的裝機(jī)容量達(dá)到7 GW以上。

•備用電源市場難以推動儲能部署，因?yàn)檠芯堪l(fā)現(xiàn)該服務(wù)的整體市場潛力有限。

•部署更多的太陽能發(fā)電設(shè)施縮短了峰值時段，并降低了儲能系統(tǒng)增加儲能容量需求，而持續(xù)放時時間較短的電池儲能系統(tǒng)將成為具有競爭力的峰值容量來源，可以有效降低儲能部署成本。

•隨著時間的推移，儲能系統(tǒng)在提供峰值容量方面的價值隨著負(fù)荷增長和現(xiàn)有發(fā)電設(shè)施退役而增加。

•更多的太陽能發(fā)電設(shè)施創(chuàng)造了更加不穩(wěn)定的能源價格曲線，增加了儲能系統(tǒng)能源時移的潛力。與峰值容量一樣，隨著太陽能發(fā)電滲透率的增加，能源時移的價值會隨著時間的推移而增長。

“儲能未來研究(SFS)”項(xiàng)目由美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)牽頭，并得到美國能源部(DOE)儲能大挑戰(zhàn)的支持，這是一項(xiàng)持續(xù)多年的研究項(xiàng)目，旨在探索先進(jìn)的儲能技術(shù)如何影響電網(wǎng)規(guī)模儲能系統(tǒng)的部署和分布式儲能系統(tǒng)的應(yīng)用，其中包括對未來電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施投資和運(yùn)營的影響。