中國儲能網(wǎng)訊：為了推動能源項目的發(fā)展，很多企業(yè)正在采用風力發(fā)電、太陽能發(fā)電設施、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和機遇。而根據(jù)可再生能源集團之間達成的資源伙伴關(guān)系，明年的會議將更名為“清潔能源2020”。
InterTran Energy咨詢負責人Rhonda Peters說，“能源混合項目就像正在醞釀的風暴一樣，雖然尚未來臨，但卻是未來發(fā)展趨勢?！?
研究表明，在資源強度等特征互補的情況下，風力發(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的能量來源，并被“作為一個單一的發(fā)電實體”進行調(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)電廠進行調(diào)峰。
萊斯大學土木與環(huán)境工程副教授Daniel Cohan表示，“風力發(fā)電設施和太陽能發(fā)電設施是新一代發(fā)電設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)電的風力發(fā)電設施和日間發(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)濟可行性。但這些地點需要足夠的風力發(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力發(fā)電量較大的地方添加成本更低的太陽能發(fā)電設施是有道理的，因為白天可能需要太陽能發(fā)電設施的輸電能力。
風力發(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，其成本仍然高于風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的混合部署。
全球風能理事會（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)展和運營水平。
她補充說，“增長的關(guān)鍵在于證明能源混合項目的獨特價值，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)?！?
他補充說，Invenergy公司預計其幾乎所有安裝的太陽能都將通過配套部署儲能設施進行改造。亞利桑那州公共服務局（APS）稱其為“日落之后的太陽能”， 并認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年上線運營，以取代天然氣發(fā)電機廠。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)于裝機容量為100MW太陽能和100MW儲能系統(tǒng)招標書，并計劃到2025年，將為裝機容量為1GW的太陽能發(fā)電設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)模的風能+太陽能+儲能混合部署項目，其中將建設一個裝機容量為300MW風力發(fā)電設施，一個50MW太陽能發(fā)電設施以及一個30MW的4小時電池儲能系統(tǒng)，并預計到2021年全面上線運營。
Nextera Energy Resources公司將建造和運營這個發(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，“預計風力資源的平準化能源成本（LCOE）將低于聯(lián)合循環(huán)燃氣發(fā)電設施的平準化能源成本（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)模將達到14.7億美元以上。
該公司在明尼蘇達州部署了一個裝機容量為2.3MW風力發(fā)電設施和500KW太陽能發(fā)電設施。在印度，該公司將1.6kW風力發(fā)電設施與一個223kW太陽能設施配套部署。
通用電氣混合解決方案負責人Jean-Claude Robert表示，“效率是發(fā)展的關(guān)鍵。與同等裝機容量的單個發(fā)電設施相比，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)負責人Christine Grey在風力發(fā)電會議上表示，該公司將一個850kW的風力發(fā)電設施與245 kW的太陽能發(fā)電設施共址部署。為了開展進一步測試，還添加了電池儲能系統(tǒng)。
通用公司混合解決方案Hybrid Solutions 公司負責人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先行列。印度安得拉邦在1月3日的一個招標中，計劃在2023年之前采購5,000MW的風力和太陽能混合部署項目。招標書中規(guī)定，風力發(fā)電和太陽能發(fā)電必須共址部署。
該招標書指出，“大型并網(wǎng)風力發(fā)電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)將提高輸電基礎設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，以應對太陽能發(fā)電過剩的問題?！?
Enel公司業(yè)務發(fā)展總監(jiān)Chris Hickey表示，美國能源開發(fā)商Enel Green Power公司預計德克薩斯州的風力+儲能部署的增長將會解決風力發(fā)電面臨的類似問題。
Hickey說，“開發(fā)商還在考慮在現(xiàn)有風力發(fā)電場添加太陽能發(fā)電設施的可能性，特別是在德克薩斯州和美國中西部的其他風力資源豐富的地區(qū)，這是一個新興的太陽能市場，因為當風力發(fā)電量上升時，電網(wǎng)運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公司的一個裝機容量為497MW的Lonesome風力發(fā)電項目和目前正在德克薩斯州建設的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證。他們通常獲得了太陽能發(fā)電認證或風力發(fā)電認證，許多運營商正在開發(fā)電池儲能系統(tǒng)容量認證，但并沒有混合項目的容量認證?！?
他說，“一些系統(tǒng)運營商比其他運營商更加超前。美國中大陸獨立系統(tǒng)運營商（MISO）對混合互連和現(xiàn)有項目的補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，美國中大陸獨立系統(tǒng)運營商（MISO）的發(fā)電機更換政策和過剩互連政策，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，過剩互連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用延遲。
Windpower會議的發(fā)言人Enel Green Energy監(jiān)管事務副總裁Jack Kiroff和西門子公司Gray 對Peters的評估表示支持。
Kiroff說，“還需要針對風能和太陽能的美國聯(lián)邦稅收抵免政策進行修訂。清潔能源的峰值標準將為在峰值需求期間輸送到電網(wǎng)的發(fā)電設施提供補償，應該更廣泛地實施，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補充說，“如果消除更加統(tǒng)一的混合項目政策的障礙，風力+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。”
