为什么太阳能储能是一个飞跃

2020年3月20日上午10:00
比尔小丘/ Unsplash
迈克·雅各布斯
高级能源分析师

我听一个太阳能开发人员说过,如果太阳能开发是跳棋,那么存储就像三维的国际象棋,或者对某些人来说,就像瑞士军刀。存储是复杂的,而且新的研究能源存储的价值解释了我们在能源存储的采用和部署中看到的一些模式。这有助于解释为什么最新的趋势是,将储能与太阳能或风能相结合,称为混合动力迅速成为最常见的开发模式。

存储与可再生能源相结合,正赶上价格下降和生产率提高的浪潮。美国西部的竞争性招标正在选择可再生能源项目包括电池在内的惊人低价能够将生产转移几个小时。不幸的是,相比之下,美国东部有组织的市场在使用现有工具、市场和模型来理解存储方面确实很困难。美国西部各州垂直整合公用事业的模式与世界上大多数地区的公用事业结构类似。

国际可再生能源机构(IRENA)报告电力存储评估框架:评估系统价值,确保项目可行性提供洞察哪些市场和买家认为存储的价值。IRENA描述了存储部署如何受到两件事的强烈影响:1)计算的效益范围(系统成本降低,或市场产品的固定收入),2)垂直整合的公用事业公司是否能够更好地识别更广泛的节省。IRENA以不同于大多数人的方式处理这一框架,其见解非常有助于理解储能如何继续给电力行业的过去实践带来惊喜和挑战。

好消息是

能源市场一直是储能取代发电厂工作的试验场。早期商业部署的例子存储以满足电网的需要分布在依赖竞争和市场信号来评估存储投资的地区。这些最初的机会是高价值的利基市场,其中存储可以作为储备快速响应,或重新建立平衡(频率调节)。在10年内,选择并建造了放电持续时间为4小时的电池项目,以满足加州在Aliso Canyon天然气系统故障后的资源不足。

可再生能源和电池成本的下降导致了建造混合动力工厂的惊人提议。在公用事业公司寻求新电厂合同报价的地区,可再生能源储能混合动力在与传统电厂的竞争中胜出。而许多州都惊喜地发现价格低于每千瓦时3美分的太阳能,现在我们看到中标太阳能+存储低于2美分

当然,开发活动表明,人们对可再生能源和存储有很高的兴趣。在可再生能源建设方面,新英格兰几乎没有领先地位,但在ISO-NE的新项目队列中,他们看到了现在可能的新项目95%的拟议工厂是风能、太阳能还是储能。

这还不是好消息

开发商想要提供和建造的混合电站,可以防止在晴天或刮风的时候过度生产,在高度结构化的组织中不容易被理解或接受PJM的市场、SPP和新英格兰。现行的规则,以及用于规划混合动力工厂的连接和评估的模型,都是将电池作为一个供应,而将可再生能源作为一个单独的供应。FERC最近向这些市场下达了降低存储壁垒的命令没有提到杂交植物

标准化、直接竞争这些对电网运行都很有用,但它们对将混合动力识别为单一发电厂造成了(但愿是暂时的)障碍。公平地说,这种事情定义了许多对电网感兴趣的人的职业生涯。网格运营商仍有差距在这些市场的主要发电机类型的建模和使用中,联合循环燃气发电厂,因为两种联合燃烧和蒸汽发电机类型不能无缝地一起工作。

IRENA提出了市场类别的观点

政府间组织探索了用于价值存储的框架,并发现了“价值存储”存储系统值在电力市场上往往没有得到充分的解释。”作者从如何将整体系统成本降至最低的角度来看待基于存储的发电厂的价值,并在许多类别中降低运营成本和资本成本。他们随后发现,存储资产投资者的市场收入并不能获得许多好处。

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IRENA提出了一个其他人也提出的观点,即我们没有电力系统所需的东西的价格或收入,导致市场发出错误的投资信号。IRENA进一步,解释了“电力存储的次优部署”的结果。IRENA还说明了一个观点,即拥有更多范围的公用事业(即投资于电线、发电能力和支付运营,就像垂直整合的公用事业一样)将看到更多的好处。

IRENA方法包括收益和成本,以及替代解决方案

该框架明确地比较了存储资产的系统收益、收入及其支付资产的充分性,以及替代方案的收益和成本。需要采取几个步骤,因为要考虑产能扩张和运营成本。但是,还需要更多步骤来计算资产所有者为该资产旨在提供的优化服务集的潜在收入流。IRENA的框架将收入与存储资产的成本和相关的系统收益进行了比较。

我们只走了一半

IRENA关于效益范围和认可的观点有助于解释目前围绕可再生能源和储能在单一混合动力发电厂配对的概念僵局。在不到十年的时间里,人们对混合动力发电的追求从从异域到主流在可再生能源行业,以及整个电力行业的很大一部分。突然之间,NextEra等美国发电厂的商业开发商开始使用风能,太阳能和电池在一个项目美国完全采用了混合能源,将储能与可再生能源(以及少数天然气发电案例)结合起来。这使得网格运营商和建模者更加落后。

IRENA报告将其框架在各种用例中进行了测试。在可再生能源水平高的地区,电池的使用有了最新进展。这一节通过示例和分析说明前面的观点,全面地介绍了上面提出的问题。

就像最近能源领域的许多争论一样,你的立场和衡量标准对你的选择产生了巨大的影响。理解能量储存随着当前发电厂建议将储能与可再生能源结合起来,这一点变得更加重要。我们需要排序在东方有组织的市场上迅速推出这些工厂的规则和措施,因为西方的市场结果表明,这些工厂与化石燃料工厂竞争成功。