Navigant公司董事Lon Huber表示,“新英格蘭地區起初制定的目標達到可再生能源信用額度,無(wú)論發(fā)電情況、地點(diǎn)、間歇性是什么,但如今可再生能源滲透率變得過(guò)高。開(kāi)發(fā)商需要獲得各種資源和價(jià)格信號來(lái)塑造他們產(chǎn)品,以處理每個(gè)地區的特定性。”
他表示,隨著(zhù)新英格蘭地區電力系統采用更多可再生能源,儲能系統、分布式能源(DER)和其他負載均衡策略將至關(guān)重要。對于美國東北部地區面臨的冬季電力供應可靠性挑戰而言,海上風(fēng)能和儲能系統部署可能是比太陽(yáng)能+儲能項目更適合,而資源的多樣性至關(guān)重要。
美國公共電力和天然氣公司長(cháng)島分公司(PSEG-LI)市場(chǎng)副總裁Paul Napoli說(shuō),“這些能源技術(shù)并沒(méi)有相互競爭,它們是互補的,并且將成為需求響應、負荷減少計劃、風(fēng)電傳輸投資組合的一部分。投資組合的每部分都必須參與,這就是獲得成功的方式。”
海上風(fēng)電+儲能的可靠性?xún)?yōu)勢
Huber表示,需要一種零排放資源組合以保持電力高可靠性。最初,過(guò)度采購可再生能源并在必要時(shí)進(jìn)行削減,這可能是成本最低的解決方案。水力發(fā)電和抽水蓄能可以填補電力缺口,而太陽(yáng)能+儲能項目成為一種補充措施。
他說(shuō),“如果可以將其產(chǎn)生的電能傳輸到電網(wǎng)的話(huà),海上風(fēng)電似乎是一個(gè)明顯的選擇,因為在適當的近海位置,它可以幫助滿(mǎn)足峰值需求。”
他補充說(shuō),正確的價(jià)格信號將使用成熟的能源技術(shù),直接解決高峰需求,并應對非典型極端天氣事件。Huber表示,其中一個(gè)例子是馬薩諸塞州的清潔峰值標準(CPS),它將滿(mǎn)足峰值和負載需求。
Huber表示,到2030年,太陽(yáng)能、陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、儲能系統將主導美國東北部地區可再生能源發(fā)展,而現有的化石燃料發(fā)電廠(chǎng)繼續在電力結構中發(fā)揮重要作用。
他說(shuō),“為了實(shí)現2050年無(wú)碳排放目標,需要逐步淘汰化石燃料發(fā)電設施,并且要求即使在極端氣候事件也不會(huì )影響可靠性。電力系統運營(yíng)商需要了解可再生能源和其他技術(shù)如何發(fā)揮作用,并開(kāi)始減小化石燃料發(fā)電的比例。”
美國儲能協(xié)會(huì )政策副總裁Jason Burwen對此表示認同,“電力可靠性不是能源之間進(jìn)行選擇,而是在條件和限制之間進(jìn)行選擇。”
Burwen說(shuō),“突破電力系統輸電到本地區域限制,需要新的輸電設施或本地可用資源,如果本地部署可再生能源發(fā)電設施,部署儲能系統可以提高可靠性。”
他表示,在沒(méi)有限制的地方,可以使用海上風(fēng)電、陸上風(fēng)電或太陽(yáng)能設施,將它們與儲能系統配套部署,可以將可再生能源從可變電力資源轉換為可調度電力資源。
美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室(LBNL)研究科學(xué)家Andrew Mills表示,最近的研究表明,海上風(fēng)電在美國東北海岸的電力可靠性明顯優(yōu)于陸上風(fēng)電,因為其發(fā)電特性更適合更高的負荷。
Mills表示,勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室(LBNL)即將發(fā)布的關(guān)于太陽(yáng)能、儲能、太陽(yáng)能+儲能可靠性研究報告揭示了長(cháng)時(shí)儲能對電力可靠性的重要性。在新英格蘭地區,太陽(yáng)能+儲能項目在冬季調峰系統的可靠性貢獻較低,而海上風(fēng)電在冬季峰值需求時(shí)期的一致性為60%至75%,具有更高可靠性。
他表示,“研究還表明,增加儲能容量將會(huì )使需求高峰期變平并延長(cháng)。當20%負載用電由儲能系統滿(mǎn)足時(shí),可能需要10小時(shí)儲能時(shí)間才能獲得顯著(zhù)可靠性。”
大西洋海岸海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)經(jīng)理Doug Copeland表示,紐約可能是美國東北部地區增加電力基礎設施最困難的地方,這使其成為最適合部署海上風(fēng)電+儲能項目的地方。
他表示,在美國東北部海岸之外,海上風(fēng)電和輸電設施是任何資源組合的基礎,而儲能系統具有重要的價(jià)值。他說(shuō),“隨著(zhù)越來(lái)越多海上風(fēng)電設施在新澤西州上線(xiàn)運營(yíng),儲能系統可以減輕其電力系統的需求。對于電力系統需求緊張的紐約市,儲能需求將會(huì )更快到來(lái)。”
一些對此關(guān)注的利益相關(guān)者已經(jīng)制定了一些政策來(lái)刺激部署,并致力于擴大海上風(fēng)電和儲能系統市場(chǎng)規模。
海上風(fēng)電和儲能系統的興起
根據Lazard公司在2018年開(kāi)展的調查,目前,海上風(fēng)電的無(wú)補貼平準化發(fā)電成本(LCOE)為92美元/MWh,其投資成本為3,025美元/kW。相比之下,天然氣的平準化發(fā)電成本(LCOE)為41美元/MWh至74美元/MWh。
但根據全球風(fēng)能理事會(huì )(GWEC)2019年4月的市場(chǎng)報告,歐洲和中國大力開(kāi)發(fā)風(fēng)力發(fā)電,使其電力價(jià)格在2018年分別降至61.56美元/MWh和51.48美元/MWh。
美國國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)科學(xué)家Walt Musial表示,隨著(zhù)開(kāi)發(fā)規模不斷擴大,美國海上風(fēng)電的價(jià)格可以與歐洲的價(jià)格相媲美。
這就是紐約州、新澤西州、馬薩諸塞州等地區設定了儲能系統和海上風(fēng)電部署目標的原因,而馬里蘭州要求其可再生能源組合的一部分來(lái)自海上風(fēng)電,并且對儲能系統提供30%的投資稅收抵免??的腋裰萦媱濋_(kāi)發(fā)裝機容量為2GW海上風(fēng)電,而緬因州和特拉華州目前也制定了鼓勵海上風(fēng)電建設政策。
根據各州的要求,公用事業(yè)公司和開(kāi)發(fā)商也在參與項目開(kāi)發(fā)。
紐約州公用事業(yè)廠(chǎng)商愛(ài)迪生聯(lián)合電氣(ED)公司資源規劃經(jīng)理Aydemir Nehrozoglu表示,由于該州政府要求推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展,該公司將在2020年12月前對300MW儲能設施進(jìn)行招標。
該公司行業(yè)經(jīng)理Michael Harrington補充說(shuō),推動(dòng)市場(chǎng)規?;梢钥s小儲能成本與當前可用收入和收益之間的差距。
如今,海上風(fēng)電+儲能部署規模正在迅速擴大。根據一份2019年6月的行業(yè)白皮書(shū),目前美國正在開(kāi)發(fā)8個(gè)海上風(fēng)電+儲能項目,這些儲能項目總裝機容量為1958MW。
Lazard公司在2018年11月的調查中指出,使用4小時(shí)鋰離子電池儲能系統的電網(wǎng)規模太陽(yáng)能+儲能項目的無(wú)補貼平均成本為108美元/MWh至140美元/MWh,其投資成本為1,559美元/kW至2,162美元/kW。
Huber說(shuō), Lazard公司預測儲能系統成本將持續下降。預計到2022年,鋰離子儲能成本將下降28%,預計長(cháng)時(shí)儲能的液流電池成本將下降38%至45%。
隨著(zhù)大規??稍偕茉吹臐B透率上升,開(kāi)發(fā)商和公用事業(yè)公司尋求平衡的資源組合,價(jià)格下降將變得非常重要。
建立正確的投資組合
Nehrozoglu表示,無(wú)論儲能市場(chǎng)發(fā)生什么變化,強制要求海上風(fēng)電部署目標也將有助于推動(dòng)輸電系統升級。
他說(shuō),在20世紀70年代以前建設的天然氣發(fā)電廠(chǎng)為長(cháng)島一些地區提供電力服務(wù),但仍供應不足。此外,新建輸電設施和天然氣管道將面臨許多挑戰,由于存在660MW潛在電力需求,無(wú)法通過(guò)電池儲能系統滿(mǎn)足這些需求。
他說(shuō),“經(jīng)濟高效的能源解決方案將是新能源和傳統能源的混合,一些由公用事業(yè)公司擁有和運營(yíng),一些由第三方擁有和運營(yíng)。而最難的問(wèn)題是投資組合到底是什么。”
公用事業(yè)廠(chǎng)商Eversource公司清潔能源主管Charlotte Ancel表示,為了解決這個(gè)問(wèn)題,該公司已經(jīng)與海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)商O(píng)rsted公司建立了合作伙伴關(guān)系。
Ancel表示,Eversource 公司計劃部署一個(gè)25MW/38MWh電池儲能系統,預計可以使普羅溫斯敦和科德角社區停電率降低50%。在Martha葡萄園部署的另一個(gè)5MW/20MWh儲能設施可以滿(mǎn)足高峰需求,并取代五臺柴油發(fā)電機。
她說(shuō),“最終,電池儲能系統將直接與海上風(fēng)電、大型水電站或太陽(yáng)能設施配套部署。隨著(zhù)Eversource公司的配電系統已經(jīng)發(fā)展成為可以適應小型靈活資源(如電動(dòng)汽車(chē)和智能恒溫器)的平臺,將提供巨大價(jià)值。”
美國公共電力和天然氣公司長(cháng)島分公司(PSEG-LI)市場(chǎng)副總裁Paul Napoli說(shuō),美國海上風(fēng)電開(kāi)發(fā)商Deepwater Wind公司正在開(kāi)發(fā)一個(gè)130MWSouthfork海上風(fēng)電+儲能項目,該項目可以直接將電力供應到長(cháng)島。該公司正在考慮采用新的輸電方式,建設分布式太陽(yáng)能發(fā)電設施,并部署兩個(gè)裝機容量分別為5MW的電池儲能系統,并采用負荷管理程序。
Napoli說(shuō),“這種新的負載服務(wù)方式是圍繞許多情況和可能性,以及傳統能源和新能源的組合而建立的。為了實(shí)現政策目標,所有資源必須協(xié)同工作,而獲得成功需要團隊的共同努力。”