中國儲能網(wǎng)訊：為了推動能源項目的發(fā)展，很多企業(yè)正在采用風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電設(shè)施、電池儲能系統(tǒng)來穩(wěn)定電網(wǎng)，提高效率，降低電力成本。
行業(yè)專家在2019年美國風(fēng)能協(xié)會的Windpower會議上指出，雖然美國在能源混合項目和儲能系統(tǒng)方面尚未全面部署，但美國可再生能源行業(yè)正面臨著互聯(lián)互通、調(diào)度、補(bǔ)償?shù)忍魬?zhàn)和障礙。
這次會議舉辦了多個研討會，討論這些可再生能源混合項目的試點(diǎn)和機(jī)遇。而根據(jù)可再生能源集團(tuán)之間達(dá)成的資源伙伴關(guān)系，明年的會議將更名為“清潔能源2020”。
InterTran Energy咨詢負(fù)責(zé)人Rhonda Peters說，“能源混合項目就像正在醞釀的風(fēng)暴一樣，雖然尚未來臨，但卻是未來發(fā)展趨勢?！?
研究表明，在資源強(qiáng)度等特征互補(bǔ)的情況下，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電項目共址部署具有一定的理論價值。美國和其他國家的試點(diǎn)項目驗證了這項研究。俄勒岡州和亞利桑那州已簽訂了電網(wǎng)規(guī)模能源混合項目的電力購買協(xié)議（PPA）。但在克服監(jiān)管和政策障礙之前，這一概念可能并不會成為市場現(xiàn)實。
能源混合項目理論上可行
Peters表示，混合能源項目被定義為兩個或多個共享互連點(diǎn)的能量來源，并被“作為一個單一的發(fā)電實體”進(jìn)行調(diào)度。在理論上，這些項目可以允許可再生能源參與容量市場，并在峰值需求期間儲能系統(tǒng)的電力，否則需要天然氣調(diào)峰發(fā)電廠進(jìn)行調(diào)峰。
萊斯大學(xué)土木與環(huán)境工程副教授Daniel Cohan表示，“風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽能發(fā)電設(shè)施是新一代發(fā)電設(shè)施中成本最低的兩種選擇，但它們的發(fā)電是間歇變化的，而且并不總是在電網(wǎng)最需要時發(fā)電。”
Cohan對于德克薩斯電網(wǎng)的研究顯示，夜間發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和日間發(fā)電的太陽能可以消除其中一些限制。
他說，位于同一個變電站或附近的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電共址部署項目在技術(shù)上也是可行的，并且具有經(jīng)濟(jì)可行性。但這些地點(diǎn)需要足夠的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電資源、合適的土地以及可用的輸電能力，這三個條件很難同時具備。
他表示，在德克薩斯州和愛荷華州等風(fēng)力發(fā)電量較大的地方添加成本更低的太陽能發(fā)電設(shè)施是有道理的，因為白天可能需要太陽能發(fā)電設(shè)施的輸電能力。
風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、儲能系統(tǒng)在這些地方部署也可能具有經(jīng)濟(jì)可行性，而這些項目可能需要較少的儲能容量，其成本仍然高于風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的混合部署。
全球風(fēng)能理事會（GWEC）市場情報總監(jiān)Karin Ohlenforst表示，盡管在美國、亞洲和澳大利亞沒有很多共址部署的能源混合項目，但這些項目確實存在于不同的發(fā)展和運(yùn)營水平。
她補(bǔ)充說，“增長的關(guān)鍵在于證明能源混合項目的獨(dú)特價值，例如在最需要時提供更多容量，不僅僅是理論上價值?！?
公用事業(yè)公司和開發(fā)商開始將這些價值觀從理論轉(zhuǎn)移到實踐，并從太陽能+儲能的混合能源項目部署開始。
能源混合項目的實踐
Invenergy公司儲能副總裁Derek Price說，“以前那些沒有部署太陽能+儲能項目的公用事業(yè)公司目前都在致力部署混合能源項目。太陽能+儲能項目將在市場上得到爆炸式發(fā)展?！?
Price在會議上指出，“我們正在開發(fā)大量混合能源項目，將在2020年至2023年交付。隨著太陽能發(fā)電成本下降，公用事業(yè)公司將很快接受這項技術(shù)?！?
他補(bǔ)充說，Invenergy公司預(yù)計其幾乎所有安裝的太陽能都將通過配套部署儲能設(shè)施進(jìn)行改造。亞利桑那州公共服務(wù)局（APS）稱其為“日落之后的太陽能”， 并認(rèn)為它對其成本曲線有很大影響。
APS公司在2018年2月宣布了一項具有突破性的裝機(jī)容量為65MW的太陽能發(fā)電+50MW的電池儲能系統(tǒng)混合項目，計劃于2021年上線運(yùn)營，以取代天然氣發(fā)電機(jī)廠。其投資金額并沒有對外發(fā)布。
APS公司發(fā)言人Jenna Rowell表示，該公司在其2019年2月的清潔能源計劃中將加倍部署太陽能+儲能項目，該計劃將在2025年之前在新的和現(xiàn)有的太陽能項目中增加裝機(jī)總?cè)萘?50MW電池儲能系統(tǒng)。4月3日，APS公司又發(fā)布了一份關(guān)于裝機(jī)容量為100MW太陽能和100MW儲能系統(tǒng)招標(biāo)書，并計劃到2025年，將為裝機(jī)容量為1GW的太陽能發(fā)電設(shè)施部署更多儲能系統(tǒng)。
PGE公司發(fā)布2019年綜合資源計劃(IRP)草案
在俄勒岡州，波特蘭通用電氣公司（PGE）在今年2月宣布了一項規(guī)模更大的能源混合項目。該公司發(fā)言人Steven Corson 表示，Wheatridge是美國第一家電網(wǎng)規(guī)模的風(fēng)能+太陽能+儲能混合部署項目，其中將建設(shè)一個裝機(jī)容量為300MW風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，一個50MW太陽能發(fā)電設(shè)施以及一個30MW的4小時電池儲能系統(tǒng)，并預(yù)計到2021年全面上線運(yùn)營。
Nextera Energy Resources公司將建造和運(yùn)營這個發(fā)電場，并根據(jù)30年的購電協(xié)議將其電能出售給波特蘭通用電氣公司（PGE）公司。Corson表示，包括Nextera公司在可再生能源招標(biāo)中提出的報價，其價格與傳統(tǒng)能源相比更具競爭力。
波特蘭通用電氣公司（PGE）的2019年綜合資源計劃草案報告指出，“預(yù)計風(fēng)力資源的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）將低于聯(lián)合循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)施的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）。而且，在技術(shù)成本低、可再生能源開發(fā)率高的未來，電池儲能系統(tǒng)可能與傳統(tǒng)發(fā)電廠相比更具成本競爭力?！?
Corson表示，為了最大限度地提高美國聯(lián)邦投資稅收抵免的回報，波特蘭通用電氣公司（PGE）項目的太陽能發(fā)電將為電池儲能系統(tǒng)充電。這將使太陽能+儲能項目能夠平滑風(fēng)力發(fā)電的變化。
由于APS公司和波特蘭通用電氣公司（PGE）的混合能源項目尚未上線運(yùn)營，其混合部署概念還處在理論層面，但一些能源開發(fā)商正在制定重大計劃。
在過去的五年里，通用電氣公司子公司GE Renewables公司已經(jīng)建造并測試了兩個能源混合項目，該公司專注于可再生能源混合項目的一部分。該公司最近估計，到2024年，全球混合能源市場規(guī)模將達(dá)到14.7億美元以上。
該公司在明尼蘇達(dá)州部署了一個裝機(jī)容量為2.3MW風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和500KW太陽能發(fā)電設(shè)施。在印度，該公司將1.6kW風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與一個223kW太陽能設(shè)施配套部署。
通用電氣混合解決方案負(fù)責(zé)人Jean-Claude Robert表示，“效率是發(fā)展的關(guān)鍵。與同等裝機(jī)容量的單個發(fā)電設(shè)施相比，混合項目的電能產(chǎn)量提高約5％。即使是小幅增長也值得投資?！?
為了進(jìn)一步推動混合項目效率，GE Renewables公司還開發(fā)了“能源混合控制解決方案”。他說，這種基于數(shù)字的技術(shù)使混合發(fā)電系統(tǒng)能夠產(chǎn)生大量的可再生能源電力。
La Plana公司是Siemens Gamesa在西班牙成立的一家混合能源初創(chuàng)公司。該公司美洲混合動力系統(tǒng)負(fù)責(zé)人Christine Grey在風(fēng)力發(fā)電會議上表示，該公司將一個850kW的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與245 kW的太陽能發(fā)電設(shè)施共址部署。為了開展進(jìn)一步測試，還添加了電池儲能系統(tǒng)。
通用公司混合解決方案Hybrid Solutions 公司負(fù)責(zé)人Jean-Claude Robert說，混合能源項目正引起全球的關(guān)注，印度在這方面處于領(lǐng)先行列。印度安得拉邦在1月3日的一個招標(biāo)中，計劃在2023年之前采購5,000MW的風(fēng)力和太陽能混合部署項目。招標(biāo)書中規(guī)定，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電必須共址部署。
該招標(biāo)書指出，“大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)將提高輸電基礎(chǔ)設(shè)施和土地的高效利用率，還通過減少可再生能源發(fā)電的可變性提供更好的電網(wǎng)穩(wěn)定性?！?
Robert說，“很多國家和地區(qū)需要盡可能多的可再生能源來滿足不斷增長的需求，但需要更穩(wěn)定的交付。通用電氣正在與世界各地的客戶合作，實時開發(fā)大規(guī)模項目。在美國，可能在加利福尼亞州部署太陽能+儲能混合項目，以應(yīng)對太陽能發(fā)電過剩的問題?！?
Enel公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Chris Hickey表示，美國能源開發(fā)商Enel Green Power公司預(yù)計德克薩斯州的風(fēng)力+儲能部署的增長將會解決風(fēng)力發(fā)電面臨的類似問題。
Hickey說，“開發(fā)商還在考慮在現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電場添加太陽能發(fā)電設(shè)施的可能性，特別是在德克薩斯州和美國中西部的其他風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，這是一個新興的太陽能市場，因為當(dāng)風(fēng)力發(fā)電量上升時，電網(wǎng)運(yùn)營商需要處理輸電阻塞問題，而在太陽能發(fā)電量高的時候有充足的輸電能力?！?
他說，“Enel公司的一個裝機(jī)容量為497MW的Lonesome風(fēng)力發(fā)電項目和目前正在德克薩斯州建設(shè)的450兆瓦Roadrunner太陽能項目都是儲能系統(tǒng)配套部署的候選項目。無論采用哪種可再生能源技術(shù)，Enel公司對于新項目都在評估配套部署儲能系統(tǒng)的可能性，并且 具有不斷增長的趨勢。”
通用電氣的Robert說：“很明顯，這在技術(shù)上可以實現(xiàn)，并且更具價值。能源混合部署的浪潮即將來臨。唯一缺少的是通過激勵項目開發(fā)商推動項目開發(fā)的法規(guī)?！?
面臨的障礙
InterTran的Peters在Windpower會議上表示，“電網(wǎng)的互連、調(diào)度、補(bǔ)償?shù)日系K是企業(yè)面臨的一些重大問題，但仍在前行?！?
他說，“許多地方?jīng)]有實現(xiàn)混合項目的互連過程。并且電網(wǎng)運(yùn)營商需要一個用于實時操作的調(diào)度模型，這個模型通常不存在，或者如果確實存在，則可能不會被優(yōu)化。”
Peters說，“此外，大多數(shù)電力系統(tǒng)沒有混合項目容量認(rèn)證。他們通常獲得了太陽能發(fā)電認(rèn)證或風(fēng)力發(fā)電認(rèn)證，許多運(yùn)營商正在開發(fā)電池儲能系統(tǒng)容量認(rèn)證，但并沒有混合項目的容量認(rèn)證?！?
他說，“一些系統(tǒng)運(yùn)營商比其他運(yùn)營商更加超前。美國中大陸?yīng)毩⑾到y(tǒng)運(yùn)營商（MISO）對混合互連和現(xiàn)有項目的補(bǔ)充方面有著良好的規(guī)則。相比之下，PJM電力市場的規(guī)則要求任何能源改變通過長達(dá)數(shù)年的審批過程，即使它不需要修改互連。”
Peters說，美國中大陸?yīng)毩⑾到y(tǒng)運(yùn)營商（MISO）的發(fā)電機(jī)更換政策和過?；ミB政策，均由美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會審查，也代表了目前的最佳做法。
她說，過?；ミB政策允許一個不使用其完全互連能力的項目在不經(jīng)過長期等待的情況下增加更多的能源項目。其發(fā)電機(jī)更換策略可以允許“新資源替換現(xiàn)有資源”而不會造成繁重的應(yīng)用延遲。
Windpower會議的發(fā)言人Enel Green Energy監(jiān)管事務(wù)副總裁Jack Kiroff和西門子公司Gray 對Peters的評估表示支持。
Kiroff說，“還需要針對風(fēng)能和太陽能的美國聯(lián)邦稅收抵免政策進(jìn)行修訂。清潔能源的峰值標(biāo)準(zhǔn)將為在峰值需求期間輸送到電網(wǎng)的發(fā)電設(shè)施提供補(bǔ)償，應(yīng)該更廣泛地實施，以識別在最需要時提供的清潔電力的價值?！?
西門子美洲地區(qū)混合項目系統(tǒng)主管Christine Grey 說，“在政策和監(jiān)管問題得到解決之前，我們不能實施任何項目。但如果我們能夠克服其中一些挑戰(zhàn)，那么將會建成更多的混合項目?！?
Peters補(bǔ)充說，“如果消除更加統(tǒng)一的混合項目政策的障礙，風(fēng)力+太陽能+儲能的混合項目可以在六個月內(nèi)建成，并更快向低成本、零碳能源轉(zhuǎn)型。”
