儲能系統有望成為未來(lái)電網(wǎng)寶貴資源

“隨著(zhù)成本下降和可再生能源部署量的增加，儲能系統有望成為未來(lái)電網(wǎng)的寶貴資源，尤其是當電力系統允許儲能系統同時(shí)提供多種電網(wǎng)服務(wù)以及太陽(yáng)能發(fā)電量更高的情況下。”

這是美國國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)在其最近發(fā)布的一份有關(guān)“儲能未來(lái)研究(SFS)”項目的分析報告得出的結論。該報告描述了美國電力系統到2050年部署電網(wǎng)規模的長(cháng)時(shí)儲能(最長(cháng)達到12小時(shí))巨大市場(chǎng)潛力。

美國國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)分析師Will Frazier、Wesley Cole、Paul Denholm、Scott Machen和Nate Blair共同撰寫(xiě)了這份名為“美國電力部門(mén)部署儲能系統的經(jīng)濟潛力”的分析報告，探討了儲能技術(shù)的總體市場(chǎng)潛力以及優(yōu)化部署成本的關(guān)鍵驅動(dòng)因素。

國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)分析師兼該報告的主要作者Will Frazier指出：“我們在研究中發(fā)現，在各種模擬情景中，長(cháng)時(shí)儲能具有巨大的市場(chǎng)潛力。為了實(shí)現成本最優(yōu)的儲能部署，電力系統需要允許儲能系統提供容量和能源時(shí)移的電網(wǎng)服務(wù)。”

在這項工作中，研究人員為該實(shí)驗室的區域能源部署系統(ReEDS)的容量擴展模型添加了新功能，以準確表示允許提供電網(wǎng)服務(wù)時(shí)的電池儲能系統的價(jià)值，而這是一個(gè)建模面臨的復雜挑戰。由于儲能系統的價(jià)值很大程度上取決于持續放電時(shí)間，區域能源部署系統(ReEDS)每小時(shí)模擬一次系統運行的情況。

研究人員使用區域能源部署系統(ReEDS)模型模擬了兩組場(chǎng)景——一組允許儲能系統提供多種電網(wǎng)服務(wù)，另一組限制儲能系統可以提供的電力服務(wù)。所有場(chǎng)景都對儲能系統、風(fēng)力發(fā)電設施、太陽(yáng)能發(fā)電設施以及天然氣發(fā)電設施使用不同的成本和性能假設來(lái)確定儲能部署的關(guān)鍵驅動(dòng)因素。

報告發(fā)現：

•在所有場(chǎng)景中，電網(wǎng)規模的儲能部署將顯著(zhù)增長(cháng)。到2050年，在假設具有適度的成本和性能下，部署的總裝機容量將超過(guò)125GW。

•最初部署的儲能系統的持續放電時(shí)間大多較短(最長(cháng)為4小時(shí))，然后隨著(zhù)部署的增加而逐漸延長(cháng)持續放電時(shí)間(最長(cháng)為12小時(shí))，主要是因為持續時(shí)間更長(cháng)的儲能系統部署成本目前更昂貴。

•2030年，各個(gè)應用場(chǎng)合的電池儲能系統年部署的裝機容量從1GW到30GW不等。

•到2050年，美國每年部署的電池儲能系統的裝機容量達到7 GW以上。

•備用電源市場(chǎng)難以推動(dòng)儲能部署，因為研究發(fā)現該服務(wù)的整體市場(chǎng)潛力有限。

•部署更多的太陽(yáng)能發(fā)電設施縮短了峰值時(shí)段，并降低了儲能系統增加儲能容量需求，而持續放時(shí)時(shí)間較短的電池儲能系統將成為具有競爭力的峰值容量來(lái)源，可以有效降低儲能部署成本。

•隨著(zhù)時(shí)間的推移，儲能系統在提供峰值容量方面的價(jià)值隨著(zhù)負荷增長(cháng)和現有發(fā)電設施退役而增加。

•更多的太陽(yáng)能發(fā)電設施創(chuàng )造了更加不穩定的能源價(jià)格曲線(xiàn)，增加了儲能系統能源時(shí)移的潛力。與峰值容量一樣，隨著(zhù)太陽(yáng)能發(fā)電滲透率的增加，能源時(shí)移的價(jià)值會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移而增長(cháng)。

“儲能未來(lái)研究(SFS)”項目由美國國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)牽頭，并得到美國能源部(DOE)儲能大挑戰的支持，這是一項持續多年的研究項目，旨在探索先進(jìn)的儲能技術(shù)如何影響電網(wǎng)規模儲能系統的部署和分布式儲能系統的應用，其中包括對未來(lái)電力系統基礎設施投資和運營(yíng)的影響。