中國儲能網(wǎng)訊：研究機構(gòu)的調(diào)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(jié)構(gòu)。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(guān)監(jiān)管機構(gòu)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(guān)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(gòu)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(diào)度清潔能源的能力。但是監(jiān)管機構(gòu)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(gòu)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(shù)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(shù)研討會議，探討有關(guān)混合部署能源設施價值的問題。
部署的容量
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在美國市場2018年和2019年運營的電網(wǎng)規(guī)模的混合部署能源項目很少。能源咨詢機構(gòu)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(guān)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(guān)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(jié)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(jié)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(shù)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(guān)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(shù)會議表示歡迎。
開發(fā)商面臨的障礙是技術(shù)性的，但這與參與批發(fā)市場的規(guī)則有關(guān)。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(diào)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?，正如系統(tǒng)運營商的流程所表明的那樣，授權(quán)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(jīng)成為一種具有經(jīng)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(wǎng)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(guān)重要，監(jiān)管機構(gòu)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(diào)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(jié)構(gòu)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?；旌喜渴鹉茉错椖棵媾R巨大的市場機會，而技術(shù)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(guān)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(diào)度策略，以實現(xiàn)對資產(chǎn)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?nèi)刻峁┙o資產(chǎn)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(chǎn)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(diào)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(diào)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(chǎn)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(jīng)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(diào)度或結(jié)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(shù)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(guān)的技術(shù)和市場問題。
