中國儲能網訊：研究機構的調查表明，電池儲能系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電設施共址部署將會改變電力系統(tǒng)的能源結構。而公用事業(yè)和能源開發(fā)商開發(fā)“混合部署能源項目”的熱潮促使美國聯(lián)邦相關監(jiān)管機構做出回應。
根據(jù)美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）研究人員最近在行業(yè)雜志《Electrical Journal》發(fā)表上的一篇論文，美國混合部署能源項目的開發(fā)能力比現(xiàn)在正在運營的4.6GW混合部署能源要高出三倍多。但是風力發(fā)電、太陽能發(fā)電和電池儲能系統(tǒng)開發(fā)商正焦急地等待著相關監(jiān)管部門做出允許混合部署能源項目進入批發(fā)市場的決定。
電力系統(tǒng)咨詢機構ESIG公司的系統(tǒng)規(guī)劃小組主席Aaron Bloom表示，“混合部署能源項目具有提供低成本可調度清潔能源的能力。但是監(jiān)管機構仍將傳統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)則應用于這種模式，這并不是一個很好辦法?！?
這篇論文指出，雖然美國聯(lián)邦和地區(qū)監(jiān)管機構對于可再生能源設施的整合以及如何對共址部署能源項目的技術復雜性進行補償一直沒有做出決定，但并沒有阻止這一繁榮發(fā)展。公用事業(yè)公司認為混合部署的儲能項目與獨立部署的儲能系統(tǒng)相比更能滿足政策目標，而開發(fā)商則認為可以從中獲利。在倡導者的敦促下，美國聯(lián)邦能源管理委員會表示將在今年7月召開了一次技術研討會議，探討有關混合部署能源設施價值的問題。
部署的容量
調查發(fā)現(xiàn)，在美國市場2018年和2019年運營的電網規(guī)模的混合部署能源項目很少。能源咨詢機構InterTran公司創(chuàng)始人Rhonda Peters說：“這就像正在醞釀的風暴一樣，但尚未整合。”
而現(xiàn)在看來，這個風暴正在爆發(fā)。這篇論文指出，美國共有61個裝機容量1MW及以上的可再生能源項目與電池儲能系統(tǒng)共址部署，其總裝機容量為4.6GW；還有總裝機容量為14.7GW的88個可再生能源項目計劃與電池儲能系統(tǒng)共址部署。此外，美國七大區(qū)域輸電組織（RTO）和獨立系統(tǒng)運營商（ISO）市場互連隊列中還將部署69GW混合部署能源設施。
美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）研究員，論文合著者之一Will Gorman表示，其關鍵問題是公用事業(yè)公司的儲能系統(tǒng)和可再生能源發(fā)電設施應該獨立部署的原有做法是否仍然正確。
他表示，當前混合部署能源設施的興起意味著這種傳統(tǒng)做法是錯誤的，或者需要一些潛在的激勵因素來推動發(fā)展。
他說，“對于既需要太陽能發(fā)電又需要儲能系統(tǒng)的公用事業(yè)公司來說，混合部署具有成本效益，特別是在公用事業(yè)公司可以獲取更多價值的情況下?！?
Gorman說，推動這一繁榮發(fā)展的一個主要因素是30％的美國聯(lián)邦投資稅收抵免（ITC）帶來的價值優(yōu)勢，這種稅收優(yōu)惠僅適用于主要采用可再生能源電力充電的電池儲能系統(tǒng)?；旌喜渴鹉茉错椖客ǔ？梢允闺姵貎δ芟到y(tǒng)部署成本更低。
但是，為了獲得美國聯(lián)邦投資稅收抵免（ITC）資格，混合部署能源項目很可能部署在太陽能或風力資源豐富的地方，這可能會限制其電池儲能系統(tǒng)的使用壽命和回報率。
Gorman說，共址部署在減少互連、交易和建筑成本方面具有顯著的成本協(xié)同效應，但它們可能無法抵消聯(lián)邦投資稅收抵免（ITC）相關選址和運營限制的成本。
研究人員發(fā)現(xiàn)，與太陽能發(fā)電設施混合部署的儲能項目投資成本比同等規(guī)格的獨立部署儲能項目成本低8％。但是，根據(jù)對六個已運營的混合部署太陽能+儲能項目的電力采購協(xié)議（PPA）價格分析表明，由于地區(qū)和儲能容量的不同，其部署成本高于獨立部署的太陽能發(fā)電項目，其成本高出4美元/MWh到14美元/MWh。Gorman說，這意味著混合部署能源項目的價值對取決于批發(fā)市場的價格。
而研究表明，在加利福尼亞州的電力市場中，太陽能或風能+儲能項目帶來的價值可能比獨立部署的太陽能或風能項目高出26美元/MWh到29美元/MWh；但在德克薩斯州市場只高出5美元/MWh到7美元/MWh。這表明，在加利福尼亞州是一個不錯的選擇，而在德克薩斯州則是一個較差選擇。
研究人員得出結論，混合部署能源項目的電力采購協(xié)議價格需要高出2%至11%的價格，才能證明部署儲能系統(tǒng)是合理的。如果成本協(xié)同效應沒有超過這個水平，那么投資者可能更愿意獨立部署儲能系統(tǒng)。
Gorman說，加州的研究結果解釋了2019年提議的96％太陽能發(fā)電設施和75％風能項目都是混合部署的原因。在以更高價格補償滿足可靠性需求容量的市場中，混合部署能源項目的價值也更高。在加利福尼亞州，大約三分之一的價值來自容量價格，而德克薩斯州的價值較低。
Gorman說，這是一個市場規(guī)則和政策激勵如何決定或顛覆項目部署財務狀況的例子。美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）及其監(jiān)管的獨立系統(tǒng)運營商（ISO）和區(qū)域輸電組織（RTO）正在努力了解混合部署能源項目的價值以及將其引入批發(fā)市場的挑戰(zhàn)。
美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）發(fā)言人Craig Cano表示，希望了解由于對部署混合部署能源項目的興趣日益增長而引發(fā)的技術和市場問題。
德州電力可靠性委員會(ERCOT)、加州獨立系統(tǒng)運營商、美國中大陸獨立系統(tǒng)運營商(MISO) 擁有積極的利益相關者流程，正在推動混合部署能源項目的整合。德州電力可靠性委員會(ERCOT)發(fā)言人Leslie Sopko，加州獨立系統(tǒng)運營商(CASIO)發(fā)言人Anne Gonzales和美國中大陸獨立系統(tǒng)運營商(MISO)發(fā)言人Allison Bermudez對行業(yè)媒體的采訪進行了回應。
他們表示，德州電力可靠性委員會(ERCOT)不受美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）法規(guī)的監(jiān)管，但另外兩家系統(tǒng)運營商對美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）即將舉行的技術會議表示歡迎。
開發(fā)商面臨的障礙是技術性的，但這與參與批發(fā)市場的規(guī)則有關。電池儲能系統(tǒng)在充電時就是一種負載，在放電時就是一種發(fā)電設施。因此需要對市場規(guī)則進行調整，以充分評估可再生能源發(fā)電設施和儲能系統(tǒng)的價值，這可能需要考慮保護儲能系統(tǒng)所有者能夠獲得美國聯(lián)邦投資稅收抵免（ITC）。
Gorman說：“監(jiān)管的不確定性可能會影響混合部署能源項目的趨勢是否持續(xù)?！钡牵缦到y(tǒng)運營商的流程所表明的那樣，授權和客戶需求將會繼續(xù)推動可再生能源的增長，開發(fā)商將添加儲能系統(tǒng)以提供靈活的方式來管理這些可再生能源，并且公用事業(yè)公司需要認識到未來會發(fā)生什么。
開發(fā)商的報告
2015年，NextEra公司首席執(zhí)行官Jim Robo預測，太陽能+儲能項目將在2020年開始取代天然氣峰值發(fā)電廠。2018年2月，亞利桑那州公共服務公司（APS）宣布與First Solar公司簽訂一份為期15年的合同，將于2021年開通運營一個65MW太陽能發(fā)電設施和裝機容量為50MW的電池儲能項目，以滿足電力峰值需求。
從First Solar公司離職不久的REPlantSolutions公司首席執(zhí)行官Mahesh Morjaria表示，直到最近，儲能系統(tǒng)部署成本還是使公用事業(yè)公司望而卻步。混合部署對于既需要太陽能發(fā)電設施又需要儲能系統(tǒng)的公用事業(yè)公司來說具有成本效益，可以獲取多種價值。
很多公用事業(yè)公司對混合部署能源項目表現(xiàn)出極大的興趣。
佛羅里達州電力和照明公司（FPL）開發(fā)副總裁Matt Valle日前表示，該公司正在部署的裝機容量為409 MW Manatee儲能中心將于2021年投入使用，將成為與太陽能發(fā)電設施配套部署全球最大的一個電池儲能系統(tǒng)。太陽能+儲能項目已經成為一種具有經濟競爭力的選擇，其他公用事業(yè)公司和儲能開發(fā)商對此表示認同。
Enel Green Power公司北美儲能業(yè)務增長戰(zhàn)略負責人Ryan Prescott認為，允許混合部署能源項目與現(xiàn)有發(fā)電設施進行競爭的規(guī)則和激勵措施正在進入市場。而且大多數(shù)市場現(xiàn)在正在考慮或進行費率改革，這將開始為混合部署能源項目的發(fā)展鋪平道路。
美國主要的電網規(guī)模太陽能開發(fā)商Recurrent Energy公司表Mike Arndt表示，該公司正在部署的一個裝機容量為300MW的太陽能發(fā)電設施和180MWh電池儲能系統(tǒng)的混合部署項目將于2021年在加利福尼亞州開通運營，并正在進入美國中西部和東部市場。他指出，這些主要的市場對混合部署能源項目的增長至關重要，監(jiān)管機構需要明確互連和容量市場規(guī)則。
ESIG公司的Bloom表示，如果市場規(guī)則允許混合部署能源項目的調度有益于電力系統(tǒng)，即使價格較低也將面臨著一個挑戰(zhàn)。
但公用事業(yè)公司高管應該認識到，盡管面臨挑戰(zhàn)，但其市場正受到顛覆，因為混合部署的發(fā)展速度比市場結構的發(fā)展速度還要快。Bloom認為，這些高管必須為納稅人和股東做正確的事情，但他們也應該考慮存在不確定性。混合部署能源項目面臨巨大的市場機會，而技術將會推動需求?！?
部署混合部署能源項目的動機和選項
更好的方法
利益相關者和研究人員表示，還有一些市場流程方法可以為混合部署能源項目的發(fā)展掃清道路。
Gorman說：“隨著市場設計的發(fā)展，需要更多真實世界的數(shù)據(jù)來了解混合部署能源項目的最佳投標和調度策略，以實現(xiàn)對資產所有者和市場的最大化價值。”
行業(yè)媒體《Electricity Journal》的研究人員報告說，有三種提議的模式可以用于批發(fā)市場中的混合部署能源項目的參與和補償，但可能并沒有一個最好的方法。只有將它們全部提供給資產所有者和系統(tǒng)運營商讓他們來選擇。
其中一個模式是是資產所有者將可再生能源和儲能項目作為獨立資源投標進入批發(fā)市場，并允許系統(tǒng)運營商根據(jù)需要進行調度。研究人員說，更復雜的選擇將使系統(tǒng)運營商可以控制混合部署能源項目的單獨使用，該方法已用于確保電池儲能系統(tǒng)所有者獲得美國聯(lián)邦投資稅收抵免（ITC）。
研究人員說，提議的另一個模式是，系統(tǒng)運營商將混合部署能源項目作為單一聚合資源進行管理，就像他們管理獨立部署儲能項目一樣。
Stoel Rives公司的Lund表示，混合部署能源項目中的儲能容量往往沒有充分利用。如果將其部署在變電站附近而不是與可再生能源發(fā)電設施共址部署，則系統(tǒng)運營商可以更多地將其用于更多電力服務，例如頻率調節(jié)和其他輔助服務。
但他承認，與提議的混合部署能源項目中的電池儲能系統(tǒng)相比，輔助服務市場規(guī)模很小。他認為，儲能系統(tǒng)與可再生能源共址部署可以減少的互連、開發(fā)和其他成本，其價值應該得到承認。
InterTran公司的Peters表示，共址部署很重要。她認為，可再生能源發(fā)電設施必須和儲能系統(tǒng)配套，以具有足夠高的容量信用，以取代化石燃料發(fā)電設施。
還有一個模式將允許資產所有者將混合部署能源項目作為單一聚合資源進入市場中。 ESIG公司在2019年10月發(fā)布的一篇論文中對這種方法進行了全面概述，該論文獲得了許多混合部署能源項目倡導者的青睞。
Peters表示，總體而言，向混合部署能源項目開放市場的進展仍然非常緩慢，由于美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）認為，可再生能源項目與儲能系統(tǒng)共址部署可能是一種燃料發(fā)電設施的變體，需要重新啟動互連應用程序，其代價非常高昂，因此解決這種不確定性的唯一方法是變更政策。
Peters說，美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）可以通過選擇ESIG公司提出的市場參與模式來解決許多不確定性，該模式與《Electricity Journal》論文中提議進入市場的一種模式相呼應。
這份論文表明，混合部署能源項目將在互連之后由所有者和運營商進行控制，并作為單一資源提供給市場或系統(tǒng)運營商。這可以在不對現(xiàn)有市場和運營實踐進行重大改變的情況下完成。
所有者和運營商管理組件的特性和提供能源、輔助服務和資源充足能力，就像傳統(tǒng)發(fā)電設施一樣。但是，混合部署能源項目將比燃料發(fā)電設施或水力發(fā)電設施具有更大的靈活性和更少的運行限制。
Peters說，“現(xiàn)在已經開通運營或在近期隊列中部署混合能源項目的開發(fā)商是市場先行者。沒有一個確定的市場模式，意味著沒有調度或結算，因此他們需要冒著數(shù)億美元投資風險的壓力，這迫使美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）和系統(tǒng)運營商優(yōu)先考慮混合部署能源項目的互連和市場參與規(guī)則。”
美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）在4月7日宣布，計劃在7月23日舉辦一個技術會議。此次會議將探討一些與混合部署能源項目開發(fā)有關的技術和市場問題。
