中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:前言
本報(bào)告是美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)日前發(fā)布的“儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)”系列報(bào)告的最后一個(gè)報(bào)告。儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)是一項(xiàng)持續(xù)多年的研究項(xiàng)目,旨在探索儲(chǔ)能系統(tǒng)如何影響美國(guó)電力行業(yè)的運(yùn)營(yíng)和發(fā)展。
此項(xiàng)研究分析和考察了儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步對(duì)公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能部署和采用分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的影響,以及對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施投資和運(yùn)營(yíng)的影響。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)在研究過(guò)程中試圖回答的一些問(wèn)題包括:
·儲(chǔ)能系統(tǒng)成本和性能如何隨著時(shí)間的推移會(huì)如何變化?
·即使沒(méi)有增加可再生能源份額的驅(qū)動(dòng)因素或政策,晝間儲(chǔ)能在電力部門的作用是什么?
·在美國(guó),無(wú)論是在公用事業(yè)規(guī)模還是在配電規(guī)模上,晝間儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)可行的部署量是多少?
·哪些因素可能推動(dòng)這種部署?
·晝間儲(chǔ)能裝機(jī)容量的增加將如何影響電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)?
美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS) 系列報(bào)告總結(jié)了其研究過(guò)程中的關(guān)鍵經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),并將有助于塑造未來(lái)的儲(chǔ)能愿景。
儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)系列報(bào)告提供數(shù)據(jù)和分析,以支持美國(guó)能源部(DOE)的“儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)”,這是一項(xiàng)旨在加速下一代儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)、商業(yè)化和利用,并幫助美國(guó)保持在全球儲(chǔ)能領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)地位的綜合計(jì)劃。儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)采用用例框架來(lái)確保儲(chǔ)能技術(shù)能夠經(jīng)濟(jì)高效地滿足特定需求,它融合了多個(gè)類別的廣泛技術(shù):電化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能以及電力電子等。
未來(lái)幾十年的儲(chǔ)能部署
儲(chǔ)能系統(tǒng)很可能成為低碳、靈活、有彈性的未來(lái)電網(wǎng)的關(guān)鍵要素。
在過(guò)去幾年中,美國(guó)電力部門的可再生能源發(fā)電量急劇增加,預(yù)計(jì)未來(lái)還將出現(xiàn)顯著增長(zhǎng)。此外,隨著越來(lái)越多的客戶強(qiáng)調(diào)清潔能源部署的重要性,同時(shí)保持電力系統(tǒng)可靠運(yùn)營(yíng),美國(guó)和全球各國(guó)越來(lái)越重視解決電力系統(tǒng)中斷的用例,并越來(lái)越重視對(duì)電力系統(tǒng)可靠性和彈性的研究和分析。
與此同時(shí),儲(chǔ)能技術(shù)(尤其是電池儲(chǔ)能系統(tǒng))的成本在過(guò)去幾年大幅下降,并且正在開發(fā)更多不同的儲(chǔ)能技術(shù)。這些因素增加了人們對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)作為關(guān)鍵脫碳資產(chǎn)發(fā)揮重要作用的關(guān)注,并確保不斷發(fā)展的電網(wǎng)能夠獲得可靠的電力。
儲(chǔ)能系統(tǒng)為電網(wǎng)提供了許多潛在的好處。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以存儲(chǔ)并提供電力,并為風(fēng)電設(shè)施和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的電力提供補(bǔ)充,在這些資源的可用性降低時(shí)提供電力。當(dāng)與可再生能源或其他清潔能源結(jié)合使用時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)具有減少溫室氣體排放的能力。
儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以提高輸電線路的利用率,同時(shí)抵消或減緩建設(shè)新的發(fā)電設(shè)施以提供峰值容量或滿足運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)備的需求。最后,分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在需求高峰期減輕電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)壓力。這種靈活性對(duì)于電動(dòng)汽車的預(yù)期增長(zhǎng)和其他最終用途電氣化的潛在負(fù)載增加非常重要。
隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的持續(xù)下降以及電網(wǎng)整合更多可變的可再生能源,美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的建模表明,未來(lái)幾十年電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能部署的部署將顯著增加。但也提出了一些問(wèn)題,例如儲(chǔ)能系統(tǒng)將如何影響電網(wǎng)在未來(lái)幾十年的運(yùn)行和發(fā)展方式?
由于儲(chǔ)能系統(tǒng)具有影響發(fā)電、輸電和配電的特性,因此量化儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值比量化太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施或風(fēng)力發(fā)電等可再生能源發(fā)電設(shè)施的價(jià)值更為復(fù)雜。通過(guò)開展“儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)”,美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)旨在加深對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)如何為電力系統(tǒng)增加價(jià)值、為電力系統(tǒng)增加多少價(jià)值、可以經(jīng)濟(jì)地部署多少儲(chǔ)能系統(tǒng),以及儲(chǔ)能部署如何影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行和演變的理解。
“儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)”首先定義了四個(gè)階段的框架,即隨著時(shí)間的推移增加儲(chǔ)能部署和持續(xù)時(shí)間,為美國(guó)的晝間儲(chǔ)能系統(tǒng)(低于12小時(shí))部署創(chuàng)建一些長(zhǎng)期預(yù)測(cè),然后應(yīng)用詳細(xì)的生產(chǎn)成本和基于代理的建模來(lái)更好地了解儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用。該研究的主要結(jié)論是,儲(chǔ)能部署具有顯著增加的潛力——到2050年至少達(dá)到當(dāng)今累計(jì)部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量的五倍,這將在確定未來(lái)成本最優(yōu)的電網(wǎng)組合方面發(fā)揮不可或缺的作用。根據(jù)對(duì)“儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)”的分析、之前的工作和這份報(bào)告的附加分析,該研究確定了關(guān)于儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展未來(lái)及其對(duì)電力系統(tǒng)影響的8個(gè)關(guān)鍵體會(huì)。這些重要的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)可以幫助政策制定者、技術(shù)開發(fā)人員以及電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商為即將到來(lái)的儲(chǔ)能部署浪潮做好準(zhǔn)備:
關(guān)鍵體會(huì)1:儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量有望快速增長(zhǎng)
“儲(chǔ)能未來(lái)研究”報(bào)告指出美國(guó)電力部門采用晝間儲(chǔ)能具有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力,并證明了儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本競(jìng)爭(zhēng)力日益增強(qiáng)。使用先進(jìn)的大規(guī)模容量擴(kuò)展模型,發(fā)現(xiàn)在各種情景下,晝間儲(chǔ)能系統(tǒng)(持續(xù)時(shí)間<12小時(shí))在成本方面具有競(jìng)爭(zhēng)力,該研究對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)施、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施以及天然氣發(fā)電廠進(jìn)行了一系列成本和性能假設(shè)。
圖1表明,在所有場(chǎng)景中,在未來(lái)部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)總裝機(jī)容量為100GW到650GW。而這么廣泛的范圍是由多種因素驅(qū)動(dòng)的,包括儲(chǔ)能系統(tǒng)成本(關(guān)鍵體會(huì)2)、天然氣價(jià)格和可再生能源成本上漲。即使是最保守的場(chǎng)景,與到2020年累計(jì)部署23GW的儲(chǔ)能系統(tǒng)(其中大部分是抽水蓄能發(fā)電設(shè)施)裝機(jī)容量相比也將增加五倍。
值得關(guān)注的是,即使沒(méi)有額外的碳減排政策,可再生能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)也會(huì)得到大量部署,這表明它們作為提供能源和容量服務(wù)的資源的成本競(jìng)爭(zhēng)力日益增強(qiáng)。
在效果顯著但不完全的脫碳模擬情景中,與2005年相比,美國(guó)電力部門的碳排放量減少了46%~82%,到2050年,可變可再生能源(VRE)在美國(guó)可用能源總裝機(jī)容量的份額達(dá)到43%~81%。通常采用持續(xù)時(shí)間為4~6小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng),由與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的內(nèi)在協(xié)同作用驅(qū)動(dòng)(關(guān)鍵體會(huì)5),但更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的儲(chǔ)能系統(tǒng)通常部署在之后的建模年份(關(guān)鍵體會(huì)7)。行業(yè)專家還探討了儲(chǔ)能系統(tǒng)增長(zhǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展演變背后的主要驅(qū)動(dòng)因素。
圖1.參考案例中美國(guó)到2050年部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量將增長(zhǎng)到約200GW,部署的持續(xù)時(shí)間范圍(左)意味著儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能容量約為1,200GWh(右),其部署范圍廣泛。
關(guān)鍵體會(huì)2:預(yù)計(jì)近期儲(chǔ)能系統(tǒng)成本將繼續(xù)降低,鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)引領(lǐng)市場(chǎng)份額
儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)系列報(bào)告中的《儲(chǔ)能技術(shù)建模輸入數(shù)據(jù)》報(bào)告對(duì)公用事業(yè)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和其他儲(chǔ)能技術(shù)成本的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè),這些技術(shù)推動(dòng)了“關(guān)鍵體會(huì)1”中確定的大部分預(yù)期增長(zhǎng)。
預(yù)計(jì)將在短期內(nèi)部署的固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)大多數(shù)是電池儲(chǔ)能系統(tǒng),尤其是鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。至少在短期內(nèi),鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在儲(chǔ)能市場(chǎng)的主導(dǎo)地位是由其在多個(gè)市場(chǎng)的增長(zhǎng)推動(dòng)的,其中包括消費(fèi)電子和固定儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域以及電動(dòng)汽車。
圖2提供了鋰離子電池組歷史成本和未來(lái)成本的示例,顯示了儲(chǔ)能系統(tǒng)成本近年來(lái)快速下降。該圖表還表明,絕大多數(shù)電池用于運(yùn)輸應(yīng)用,這可能是電池技術(shù)發(fā)展和電池成本下降的最重要驅(qū)動(dòng)力。
美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)使用公用事業(yè)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的各種未來(lái)成本預(yù)測(cè)來(lái)評(píng)估總體系統(tǒng)成本,其中包括逆變器、系統(tǒng)平衡和安裝。圖3顯示了儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)參考場(chǎng)景中使用的持續(xù)時(shí)間各2~10小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成本預(yù)測(cè)的示例。
圖2.鋰離子電池的成本在過(guò)去十年下降了80%以上,并且預(yù)計(jì)在受到電動(dòng)汽車需求推動(dòng)的持續(xù)生產(chǎn)規(guī)模的基礎(chǔ)上將會(huì)繼續(xù)下降。
圖3.公用事業(yè)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)參考方案預(yù)計(jì)成本將持續(xù)降低。左側(cè)以美元/kWh(儲(chǔ)能容量)為基礎(chǔ)上衡量成本,而右側(cè)以美元/kW(裝機(jī)容量)為基礎(chǔ)測(cè)量成本。在預(yù)測(cè)中假設(shè)采用一個(gè)60MW的電池儲(chǔ)能項(xiàng)目
圖3左邊曲線顯示儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量(kWh)的總成本,這是電池行業(yè)常用的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這是儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝的總成本。對(duì)于固定的儲(chǔ)能應(yīng)用,還包括與電力相關(guān)的成本(與存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換相關(guān))和與能源相關(guān)的成本(儲(chǔ)能介質(zhì))。與電力相關(guān)的成本通常不會(huì)隨著持續(xù)時(shí)間而增加,這意味著它們對(duì)于2小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)和10小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是相同的,這就是儲(chǔ)能容量(kWh)成本會(huì)隨著持續(xù)時(shí)間的增加而降低的原因。電力和持續(xù)時(shí)間的成本細(xì)分如圖4所示。右側(cè)曲線顯示裝機(jī)容量(kW)的成本,這是公用事業(yè)公司使用的傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)施成本衡量標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)這種措施,其成本隨著持續(xù)時(shí)間的增加而增加。隨著持續(xù)時(shí)間的增加,電池成本是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要組成部分。隨著電池成本隨著時(shí)間的推移而下降,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與持續(xù)時(shí)間較短的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)整體成本的下降速度相比還要快。
雖然近年大多數(shù)部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)都是電池儲(chǔ)能系統(tǒng),但隨著成本下降或長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能價(jià)值增加,各種儲(chǔ)能技術(shù)可能會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)(關(guān)鍵體會(huì)7)。圖4總結(jié)了15種不同類型儲(chǔ)能系統(tǒng)和不同商業(yè)化階段的儲(chǔ)能技術(shù)的資本成本估算。為了得出總成本,裝機(jī)容量相關(guān)成本(x軸)乘以小時(shí)數(shù)(持續(xù)時(shí)間)并添加到電力相關(guān)成本(y軸)。圖4還描繪了這種關(guān)系的成本區(qū)域,可能或多或少適用于短期或長(zhǎng)期應(yīng)用。使用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)作為基準(zhǔn),藍(lán)線表示替代技術(shù)在商業(yè)化時(shí)(或可能)更具成本效益的細(xì)分市場(chǎng)。
需要注意的是,對(duì)于大多數(shù)儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)說(shuō),這些與功率和能源相關(guān)的組件之間的區(qū)別并不是絕對(duì)的,而且區(qū)分開這些組件可能很困難。圖4中未說(shuō)明許多其他重要因素,包括充放電往返效率和潛在選址限制。
由于電力和能源相關(guān)成本之間的區(qū)別,某些技術(shù)可能更適合基于所需持續(xù)時(shí)間的不同儲(chǔ)能應(yīng)用。低功耗技術(shù)成本(但能源成本高)可能更適合短期應(yīng)用,而功率相關(guān)成本較高但能源相關(guān)成本較低的設(shè)備在長(zhǎng)期應(yīng)用中可能更具競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)鍵體會(huì)3中討論了各種應(yīng)用程序的相對(duì)重要性。隨著電網(wǎng)的發(fā)展,更長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用(關(guān)鍵體會(huì)7)可能會(huì)發(fā)揮越來(lái)越大的作用,這可能會(huì)增加采用更多儲(chǔ)能技術(shù)的機(jī)會(huì)。圖4最左側(cè)的區(qū)域包含能源相關(guān)成本非常低的技術(shù)(利用地下洞穴或水庫(kù)),非常適合季節(jié)性儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用(關(guān)鍵體會(huì)8)。
總體而言,電池儲(chǔ)能系統(tǒng)目前主導(dǎo)著儲(chǔ)能市場(chǎng),但其他儲(chǔ)能技術(shù)在未來(lái)可能會(huì)繼續(xù)改進(jìn)。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用隨著時(shí)間的推移而變化,如果其他技術(shù)能夠與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在成本方面進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),它們可能會(huì)有新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
圖4.各種儲(chǔ)能技術(shù)的儲(chǔ)能容量成本(美元/kWh)與裝機(jī)容量成本(美元/kW)。與裝機(jī)容量相關(guān)成本低但儲(chǔ)能容量相關(guān)成本高的儲(chǔ)能技術(shù)可能更適合短時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用,而與裝機(jī)容量相關(guān)成本較高且儲(chǔ)能容量相關(guān)成本低的儲(chǔ)能技術(shù)在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用中可能更具競(jìng)爭(zhēng)力。隨著技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化,預(yù)期成本可能會(huì)發(fā)生變化
關(guān)鍵體會(huì)3:提供固定容量的能力是儲(chǔ)能部署具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的的主要驅(qū)動(dòng)力
儲(chǔ)能系統(tǒng)提供固定容量的能力是儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)報(bào)告的主要驅(qū)動(dòng)力。而在公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能部署的四個(gè)階段中,電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能作用擴(kuò)展的框架討論了儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的多種價(jià)值來(lái)源,這推動(dòng)了關(guān)鍵體會(huì)1中確定的大部分預(yù)期增長(zhǎng)。
儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)建模評(píng)估了儲(chǔ)能系統(tǒng)為電網(wǎng)提供的四種價(jià)值來(lái)源:
·固定容量:在電力系統(tǒng)峰值需求期間滿足用戶需求,并替代天然氣發(fā)電設(shè)施等傳統(tǒng)發(fā)電設(shè)施的容量。
·能源時(shí)移:在凈需求低的時(shí)期儲(chǔ)存價(jià)格較低的電力,在凈需求高的時(shí)期釋放電力。這包括避免無(wú)法使用的可再生能源發(fā)電量。
·運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)備:對(duì)隨機(jī)變化和中斷導(dǎo)致的供需失衡的快速反應(yīng)。幾種儲(chǔ)備類型包括頻率調(diào)節(jié)和應(yīng)急儲(chǔ)備。
·避免改造或升級(jí)輸電設(shè)施:通過(guò)在供電受限區(qū)域部署儲(chǔ)能系統(tǒng),在電力充足時(shí)充電,并在本地輸電系統(tǒng)接近或達(dá)到最大電力容量時(shí)放電來(lái)抵消或減少對(duì)升級(jí)或改造輸電設(shè)施的需求。
儲(chǔ)能系統(tǒng)可以同時(shí)或在不同時(shí)間提供多種服務(wù)(通常稱為“價(jià)值堆疊”)。為了確定這些服務(wù)在不斷發(fā)展的電網(wǎng)中的相對(duì)價(jià)值,研究中模擬了各種場(chǎng)景,啟動(dòng)或關(guān)閉儲(chǔ)能系統(tǒng)以提供單獨(dú)或組合的儲(chǔ)備、容量和時(shí)間轉(zhuǎn)移的能力。雖然輸電延遲的價(jià)值很重要,但它很難相互隔離,而且非常具有區(qū)域性,因此沒(méi)有嘗試隔離延遲輸電的價(jià)值。
圖5顯示了一個(gè)使用參考案例的示例,限制儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提供的服務(wù)表明,為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大潛力,容量服務(wù)比能源時(shí)移或運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)備更重要。圖5中未考慮與輸電相關(guān)的利益的影響,這些利益很重要,但非常具有區(qū)域性。
研究表明,到2050年,美國(guó)將部署約200GW的儲(chǔ)能系統(tǒng)。在僅提供能量時(shí)移服務(wù)時(shí),它實(shí)現(xiàn)了其“所有四項(xiàng)服務(wù)”潛力的30%。但是,如果儲(chǔ)能系統(tǒng)僅提供固定容量而具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值,則可能部署150GW儲(chǔ)能系統(tǒng)。提供運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)備服務(wù)只會(huì)相對(duì)少量地增加部署,部分原因是所需的運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)備有限,以及主要為提供容量和時(shí)移服務(wù)而部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)導(dǎo)致儲(chǔ)備需求趨于飽和。
總的來(lái)說(shuō),這表明儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定的儲(chǔ)能容量,并抵消對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電的需求,以滿足峰值需求,這對(duì)于充分發(fā)揮其潛力至關(guān)重要。儲(chǔ)能系統(tǒng)提供固定容量的實(shí)際能力在很大程度上取決于其持續(xù)時(shí)間以及與部署區(qū)域凈負(fù)荷峰值持續(xù)時(shí)間的相關(guān)性。凈負(fù)荷峰值的持續(xù)時(shí)間受各種因素的影響,包括太陽(yáng)能和增量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)部署(關(guān)鍵體會(huì)5和關(guān)鍵體會(huì)7)。
關(guān)鍵體會(huì)4:儲(chǔ)能系統(tǒng)并不是唯一的靈活性選項(xiàng),但與其他選項(xiàng)相比,其成本下降已經(jīng)發(fā)生了變化。
提高電力系統(tǒng)的靈活性、滿足峰值需求以及幫助解決凈需求增加的可變性的能力通常以靈活性供應(yīng)曲線的形式表示。圖6提供了這個(gè)概念的示例,說(shuō)明了可以提供靈活性服務(wù)的資源。
從歷史上看,儲(chǔ)能系統(tǒng)被視為提高電網(wǎng)靈活性的成本最昂貴的選擇之一。然而,成本下降可能會(huì)改變其在彈性供給曲線上的相對(duì)位置。盡管發(fā)生了這種轉(zhuǎn)變,但重要的是要強(qiáng)調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)只是幾種資源中的一種,可以為電網(wǎng)提供靈活性,以更好地使發(fā)電供應(yīng)與電力需求保持一致。
圖6 彈性供給曲線
具有成本效益的脫碳需要考慮所有資源,包括終端用電需求中基本上尚未開發(fā)的潛在靈活性。靈活的需求可以通過(guò)各種機(jī)制實(shí)現(xiàn),從價(jià)格信號(hào)到分布式能源的集中,再到靈活的電動(dòng)汽車充電,可以提供許多與儲(chǔ)能系統(tǒng)相同的服務(wù),包括減少峰值凈需求和改變可變發(fā)電的時(shí)間。
圖7顯示了靈活的需求和儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力行業(yè)的巨大利用潛力。這些結(jié)果來(lái)自于對(duì)本報(bào)告進(jìn)行的補(bǔ)充分析。圖中的第1列和第3列提供了基本情景的結(jié)果。第2列和第4列假設(shè)了額外的需求響應(yīng)部署,以評(píng)估它們對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)和總體投資決策的影響。在這些情況下,靈活的需求降低了能源的總體需求和能源時(shí)間轉(zhuǎn)移的價(jià)值。因此儲(chǔ)能系統(tǒng)部署有所減少,尤其是在儲(chǔ)能系統(tǒng)成本適中的情況下,這突出了靈活需求和儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的潛在競(jìng)爭(zhēng)。
為了徹底了解需求響應(yīng)部署的潛在機(jī)會(huì),需要進(jìn)行更多的研究??紤]到實(shí)施成本、社會(huì)接受度、凈峰值時(shí)期的可用性(可能隨著可變發(fā)電部署的增加而變化)以及實(shí)施機(jī)制。雖然儲(chǔ)能系統(tǒng)可能與靈活需求等資源競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,但成本最低的脫碳需要分析可幫助實(shí)現(xiàn)可再生能源和其他清潔能源的一系列靈活性選項(xiàng)。
圖7. 隨著負(fù)載靈活性和響應(yīng)性需求的增加,而到2050年,無(wú)論是否有高需求響應(yīng),對(duì)于低可再生能源//電池成本場(chǎng)景,對(duì)于儲(chǔ)能容量的需求都會(huì)減少
(未完待續(xù))