预计2019年美国储能系统装机量超1600MWh

近年来,光伏发电和风力发电的成本迅速下降,一些公用事业规模可再生能源的电力价格已经降至每千瓦时2美分左右。然而,光伏发电和风力发电都具有间歇性,因为它们依赖于阳光和风力这些无法控制的能量输入。而储能系统在可再生能源领域具有广阔的应用前景,因为它或将消除这一问题。

化石燃料发电设施继续在电力部门发挥关键作用,因为它们可以按需提供电力。虽然可再生能源现在可以实现比化石燃料更低的成本,但它们仍然受到间断性发电的影响。例如,电网运营商可以依靠燃气轮机在电力需求达到峰值时提供电力,除非通过加强储能系统得的部署,否则风能和光伏都不能发挥这一作用。

储能系统如何提高电网稳定性

电网运营商面临的主要挑战之一是管理电力生产和消费的突然变化。请考虑以下示例:

•当家庭用户用电时,其电力需求通常在晚上达到峰值。由于其灵活的操作和快速响应,天然气发电厂和水力发电是满足峰值需求最常见的电力来源。

•在拥有大量光伏发电系统的地区,发电高峰出现在中午左右。电网运营商必须从其他来源降低发电量,以保持足够的电压和频率。

电网运营商遵循的传统方法是根据需要调整发电厂的产量,以平衡发电和消耗。储能系统提供了另一种解决方案:通过存储峰值发电的电力并在电力需求峰值时供电来满足电力供应和需求。

锂电池储能系统正在成为一种可行的储能解决方案:它们在各种规模的项目中都具有规模灵活性,从小型住宅储能系统到电网规模的部署。电池储能系统可以实现与光伏发电系统的协同作用,这也是其可以适应任何规模项目的特点。

电力公司和消费者的储能效益

通过平衡需求峰值和剩余发电量,储能系统可以降低电网运营商和电力消费者的成本:

•许多电价都有使用时间费率,电价在电力峰值需求期间会提高,而拥有储能系统的用户可以调整他们的需求,以避免在最高的电价使用电力。

•此外,容量费用通常适用于大型商业和工业消费者。这些费用是基于特定计费周期内的电力需求峰值,可以通过部署储能系统来降低。

•电网运营商也受益于峰值负载的减少,因为所需的电网容量基于最高的预期负载。如果大规模部署储能系统可以降低峰值需求,电网运营商可以延迟对电网基础设施进行成本高昂的升级。

简而言之,电网的稳定负载对电力公司和用户都有利。另一方面,在发电和消耗中频繁出现峰值的电网运行成本更高,并且增加的成本往往导致电费提高。

成功案例:南澳大利亚州的霍恩斯代尔储能系统

霍恩斯代尔储能系统是特斯拉公司为南澳大利亚州部署的一个电网规模锂电池储能系统,其年储能容量为12.9万kWh,装机容量为100MW。

•该项目通过在不到一秒钟的时间内对电网干扰作出响应,从而有助于防止停电,为缓慢的电源备份措施提供更多的时间。

•储能系统在夜间采用风力发电设施的电力进行充电,当电力价格达到峰值时,再将其储存的电能输出到电网。

•尽管该项目的投资成本约为6600万美元,但在运营的第一年节省了4000多万美元的电费。

霍恩斯代尔储能系统与装机容量为315MW的霍恩斯代尔风力发电场一起部署运营。这种组合提供了一个示例,说明储能系统如何增强间歇性可再生能源,提供只有天然气发电或水力发电才能实现的响应特性。

南澳大利亚州政府还在部署一个虚拟发电厂项目,其中50,000户家庭用户将部署总装机容量为250MW 光伏发电设施和总容量为650MWh的锂离子电池储能系统。所有单独的发电和储能装置将作为单个虚拟发电厂进行连接和管理。

美国的储能前景

如今,美国一些州已经制定了储能目标,并认识到储能技术能够提高电网稳定性,同时实现与可再生能源的协同作用。

•纽约公共服务委员会的目标是到2025年储能装机容量为1500MW,到2030年储能装机容量为3000MW。

•新泽西州也有一个雄心勃勃的目标,即到2030年储能的装机容量为2000MW。

•加利福尼亚州是储能行业领域的先驱者,2013年的储能目标是装机容量为1325MW,之后又提高到1825MW。该目标已于2019年3月实现,并正在进行扩展。

根据调研机构Wood Mackenzie的调查,美国2018年储能装机容量增加了350.5 MW/777 MWh。这比2017年部署的储能容量高出80%,2019年的部署储能系统装机容量预计超过1600MWh。而随着储能系统价格的下降和电价的提高,美国的储能项目商业案例将会继续增加。

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