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光伏储能将在电网中发挥重要作用

很少有行业观察家质疑储能在可变可再生能源发电规模中的关键作用。电网随着风能和太阳能的发展而迅速发展,这是两种技术的基本经济学所驱动的必然结果。随着太阳能和风能实现更高水平的电网渗透,这些可再生…

储能将在电网中发挥着重要作用

很少有行业观察家质疑储能在可变可再生能源发电规模中的关键作用。电网随着风能和太阳能的发展而迅速发展,这是两种技术的基本经济学所驱动的必然结果。随着太阳能和风能实现更高水平的电网渗透,这些可再生燃料来源的间歇性会限制其有效性。这就是存储发挥作用的地方。随着成本的迅速下降,存储加太阳能的经济性将越来越多地胜过传统的能源发电源,即将出现拐点。彭博新能源金融分析师最近表示,“未来几年内成本下降将推动[美国]太阳能加储存项目的价格低于天然气工厂的价格。”

这是一个令人兴奋的预测:与太阳能配对的大规模存储的价格在20世纪20年代初将下降到足够的时间 – 从现在开始不到十年 – 以每千瓦时的成本超越天然气燃料发电厂。看看Bloomberg New Energy Finance关于美国西南部共存存储的最新报告图表,该图表显示联邦投资税收抵免(ITC)是一个严肃的加速器。

西南项目的能源平均估算成本

储能将在电网中发挥着重要作用

对于那些追求迫在眉睫的能源存储热潮所提供的机会的人来说,重要的是要为您的产品解决方案或开发流程提供清晰的理由,并注意在网格演变的这个时代发挥作用的驱动因素。 这些驱动因素包括成本,政策要求,传统电厂退役,资源充足率和新兴市场,以及实现100%无碳能源的气候要求。 从我看来,长时间存储将使无碳网格既稳定又经济实惠。

目前,州政府要求正在推动大部分存储项目。 这些要求占据了2018年在纽约州,新泽西州,加利福尼亚州和马萨诸塞州等数百兆瓦的存储系统(其中许多是独立存储系统)。 GTM Research的下图显示了状态级前端存储策略的几个示例。

储能将在电网中发挥着重要作用

资料来源:GTM Research / ESA /美国储能监测报告2018年第3季度

然而,许多任务驱动的努力缺乏明确的目的和用例,无视优化技术和网格本身的机会。 Duke Energy的业务发展副总裁Melissa Johns在最近的GTM网络研讨会上指出:“我们现在面临的挑战是确定存储能为电网和客户带来最大价值的地方。”

一些公用事业委员会似乎正在使用完全通用的招标来鼓励IOU将存储压缩到他们的发电组合中。通常也会优先考虑特定的电池技术,从而无法通过长时间存储和优化的直流耦合架构来优化系统性能。为了实现这一目标,需要奖励可调度PV的激励措施,特别是在晚间高峰需求时段或非太阳时段。

当然,也有像奥克兰清洁能源计划这样的例外,该计划旨在使用存储来推迟传输升级。凭借明确的存储目的,大大提高了中标项目的范围,建设和优化的可能性,创造了长期价值和储蓄率付款人的钱。

材料,特别是锂和钴的成本在推动市场中起着非常重要的作用。为了打开市场,锂离子电池制造商正在设计钴产品。当电池价格下降到足以使各种竞争性电池技术的供应稳定下来时,存储器的竞争压力将随之而来。为固定存储,电动汽车和计算机提供快速增长的电池制造能力正在为降低成本铺平道路,最终导致更加商品化的市场。与此同时,那些试图为其存储开发定价的人正在非常仔细地观察重要的商品成本;如果商品价格达到一定水平,有些人决定触发出价,而其他人继续保持粉末干燥。

在电池成本降低之外,电池和逆变器级别的系统优化是释放市场的另一个关键。优化系统的一种方法是实施直流耦合架构,在提高生产效率的同时降低成本。就目前而言,系统级创新处于休眠状态,等待出现一个完整集成的PV-plus存储解决方案。

塑造新存储市场的另一个驱动力源于在保持资源充足性的同时退出老一代资产的需求。在这种情况下,重要的是要记住替换解决方案不能提高用户的费率。资源充足性要求电网运营商在未来的定价框架内为终端消费者提供电力,类似于今天的定价。旧发电机组不能仅仅因为智能存储加太阳能提供最可持续的选择。合同和财务风险(包括搁浅的资产问题)在监管香肠制造中起作用,因此资源充足驱动的存储的情况也必须在经济上进行。

此外,新的存储/可再生能源技术为替换肮脏和破碎的基础设施提供了出色的解决方案;但是,在像加利福尼亚州这样的州,公用设施必须有足够的容量来提供超过峰值事件的额外预测负荷的10%。存储将在用于计划此类高峰事件的资源充足性研究中发挥重要作用。

什么可能预测110%负荷看起来像100%可再生,无碳的未来?如果我们考虑像加州SB 100这样的立法中提出的目标,或者达到扭转全球变暖趋势所需的气候减缓目标所需的目标,答案就是令人兴奋。

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州长杰里·布朗签署了SB 100,它有效地确立了加州100%清洁能源的大规模目标。

国家可再生能源实验室关于将高水平可变可再生能源(VRE)纳入电力系统的研究估计,要达到30%的VRE源电力,60%的发电容量必须是可再生的,70-80 GW的8- 16小时的存储时间。 根据NREL模型,在50%VRE电力下,所需的长时间存储量将跃升至约120 GW。 需要部署NX Flow™钒液流电池系统等解决方案,以避免上升限制并提供长时间的能量转换。

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NX Flow集成系统部署在亚洲

实现100%可再生能源的路线图不仅需要能够全天候提供电力的发电和存储技术。需要先进的电网级控制来管理各种资产,并整合太阳能,风能和其他可再生能源的高渗透率,同时保持电网稳定性和可靠性。在此阶段,系统架构变得越来越重要,功率控制和传输优化增加了另一层复杂性。一些挑战,例如季节性能源转移导致每种资产类型的生产存在重大差异,需要认真关注才能实现我们的目标。除了泵送水力发电之外,没有存储技术可以解决这种使用情况,并且诸如压缩空气的替代解决方案尚未成功商业化。

虽然这些重大挑战可能不会像今天的存储市场驱动因素那样产生近期影响,但它们为有远见的公司和组织提供了开发所需工具的机会,并为未来智能能源领域的增长创造未来动力。

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