可再生能源設(shè)施和儲(chǔ)能系統(tǒng)混合部署是最好選擇嗎？

中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：政府部門(mén)和私營(yíng)公司如今越來(lái)越多地部署或運(yùn)營(yíng)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，以便為電網(wǎng)增加更多的可再生能源。但在哪里以及如何更好開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能系統(tǒng)仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。

根據(jù)美國(guó)能源信息署預(yù)測(cè)，到2050年，美國(guó)將擁有和運(yùn)營(yíng)總裝機(jī)容量為59GW電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中大部分都是與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施或風(fēng)力發(fā)電設(shè)施配套部署的混合部署能源項(xiàng)目。然而對(duì)于電網(wǎng)或開(kāi)發(fā)商來(lái)說(shuō)，這種部署方法并不代表是最有效的方案，因?yàn)殡姵貎?chǔ)能系統(tǒng)可以靈活地部署在任何地方。

美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)在2021年5月發(fā)布了一份研究報(bào)告，對(duì)共址部署與獨(dú)立部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行了比較。研究人員使用2012年至2019年美國(guó)七家獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ISO)的批發(fā)電力市場(chǎng)的價(jià)格數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)獨(dú)立部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在幾乎所有市場(chǎng)和年份中帶來(lái)了更高的價(jià)值。盡管其收益因地區(qū)而有所不同，但由于具有不共享電力基礎(chǔ)設(shè)施容量以及減少電網(wǎng)充電限制的優(yōu)勢(shì)，其平均價(jià)值提升了12.5美元/MWh。

事實(shí)上，研究人員發(fā)現(xiàn)，在獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ISO)中最不穩(wěn)定的節(jié)點(diǎn)中，只有1.5%的儲(chǔ)能系統(tǒng)由于與公用事業(yè)規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施配套部署而獲得更高的價(jià)值。

勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)研究員、研究報(bào)告作者Will Gorman說(shuō)：“電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以部署在任何地方，我們發(fā)現(xiàn)將它放在需求量大的位置附近是有價(jià)值的。尤其是在一些電力可靠性波動(dòng)較大的地方，儲(chǔ)能系統(tǒng)的附加價(jià)值相當(dāng)可觀(guān)。”

為什么要部署混合部署能源設(shè)施？

當(dāng)然，混合部署帶來(lái)了很多好處，尤其是在前期成本節(jié)約方面。資源的配套部署意味著可以共用同一塊土地，分擔(dān)設(shè)備和建設(shè)成本。在電網(wǎng)上共享一個(gè)互連點(diǎn)還可以降低成本和許可費(fèi)用。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL) 在2017年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施與公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)配套部署，能源開(kāi)發(fā)商可以節(jié)省高達(dá)8%的項(xiàng)目總成本。

混合部署中的儲(chǔ)能系統(tǒng)也促進(jìn)了能源套利，在批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格低時(shí)儲(chǔ)存能源，在價(jià)格高時(shí)出售電力。可變的可再生能源的發(fā)電量增加可能導(dǎo)致?lián)矶律踔岭娏€(xiàn)路容量超出限制，而混合部署能源設(shè)施可以讓電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力充足期間充電并儲(chǔ)存，直到電力價(jià)格再次上漲對(duì)外釋放。

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)戰(zhàn)略能源分析聯(lián)合研究所的博士生Sean Ericson說(shuō)，“共址部署不應(yīng)該增加成本，而且與獨(dú)立部署相比，降低成本的潛力很大。另一方面，優(yōu)化這些組件的選址不應(yīng)減少收入，而是將會(huì)增加收入。”

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)在2021年進(jìn)行的一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，前期節(jié)省的成本可能高達(dá)15美元/MWh，在某些情況下，開(kāi)發(fā)共址部署項(xiàng)目比獨(dú)立部署項(xiàng)目更具吸引力，盡管這可能會(huì)根據(jù)市場(chǎng)規(guī)則和政策而有所不同。一個(gè)主要的促進(jìn)因素是美國(guó)聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)，住宅、商業(yè)和大型公用事業(yè)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施可以獲得26%抵免，但只有與太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目配套部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)才獲得聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)資格。而另一方面，獨(dú)立部署儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)法獲得這種資格。

Gorman說(shuō)：“我認(rèn)為，對(duì)于監(jiān)管機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，有這種激勵(lì)措施促進(jìn)了基于可能價(jià)值較低的戰(zhàn)略的發(fā)展。很多用戶(hù)本可以部署獨(dú)立部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，但為了獲得聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)，卻不得不與可再生能源發(fā)電設(shè)施共址部署在一起。”

在《美國(guó)就業(yè)法案》基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃和美國(guó)政府的2022財(cái)年預(yù)算中，美國(guó)政府提議將聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)延長(zhǎng)十年（目前計(jì)劃在兩年內(nèi)逐步縮減），并將其提供給獨(dú)立部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)。這一提案也在今年5月由美國(guó)參議院財(cái)政委員會(huì)在一項(xiàng)清潔能源稅方案中獲得通過(guò)，并已作為兩院的法案引入。

儲(chǔ)能技術(shù)倡導(dǎo)者表示，稅收激勵(lì)措施可能會(huì)極大地促進(jìn)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展，并有助于降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本。調(diào)研機(jī)構(gòu)Wood Mackenzie公司在2021年6月發(fā)布的一項(xiàng)分析報(bào)告發(fā)現(xiàn)，今年通過(guò)的一項(xiàng)聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)將其未來(lái)五年市場(chǎng)前景提高了20%～25%，其中電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的裝機(jī)容量將在五年內(nèi)增加6GW。

美國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEIA)副總裁John Smirnow說(shuō)，“如果我們能夠?yàn)楠?dú)立部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)提供聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)，我相信在電網(wǎng)的關(guān)鍵位置將會(huì)部署更多的獨(dú)立部署儲(chǔ)能系統(tǒng)。而這在多大程度上減少太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目的部署，將是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。我們的行業(yè)可以適應(yīng)，我們的成員可以構(gòu)建更多的儲(chǔ)能系統(tǒng)，但需要它對(duì)市場(chǎng)更具價(jià)值。”

部署的位置至關(guān)重要

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的研究發(fā)現(xiàn)，將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電設(shè)施分別部署的價(jià)值在美國(guó)各州卻各不相同，這在很大程度上取決于部署的地理位置。例如，在紐約長(zhǎng)島共址部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值差異最大（在2012年至2015年期間比獨(dú)立部署部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值要低30/MWh～50美元/MWh），這是由于其人口稠密和輸電系統(tǒng)擁塞對(duì)于儲(chǔ)能容量需求更高。與此同時(shí)，混合部署能源設(shè)施的最佳市場(chǎng)在德克薩斯州和美國(guó)西部各州。

而這個(gè)結(jié)論得到了證實(shí)。根據(jù)這項(xiàng)研究，加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（ISO）和西南電力公司混合部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的比例最高，而在紐約獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(NYISO)在互連隊(duì)列中只有2%的儲(chǔ)能系統(tǒng)是混合部署的。

紐約州能源研究與發(fā)展局(NYSERDA)負(fù)責(zé)分布式能源研究技術(shù)的副總裁David Sandbank表示，紐約獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(NYISO)目前沒(méi)有辦法評(píng)估混合部署項(xiàng)目。但是，即使電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商經(jīng)歷了圍繞儲(chǔ)能系統(tǒng)的政策變化，該州獨(dú)特的地理位置也不適合建設(shè)混合部署的能源設(shè)施。

Sandbank表示，大多數(shù)風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施部署在紐約州北部地區(qū)，而更高的電力需求集中在紐約州南部地區(qū)。擁塞的電網(wǎng)使得滿(mǎn)足城市更高的電力需求變得更加困難。隨著紐約州海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的上線(xiàn)運(yùn)營(yíng)，該地區(qū)適合在需求中心附近的大容量?jī)?chǔ)能市場(chǎng)上形成“自我維持”的市場(chǎng)。

Sandbank說(shuō)，“我認(rèn)為需要將儲(chǔ)能系統(tǒng)部署在最需要的地方，而不只是能夠獲得聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)的地方。但獨(dú)立部署儲(chǔ)能系統(tǒng)如果能夠獲得聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)，將會(huì)更快促進(jìn)部署。”

在有關(guān)聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)的討論中，美國(guó)各州正在制定自己的規(guī)則，以部署鼓勵(lì)更多類(lèi)型的儲(chǔ)能系統(tǒng)。在通過(guò)一項(xiàng)法案之后，康涅狄格州將成為美國(guó)第八個(gè)設(shè)定儲(chǔ)能目標(biāo)的州，該法案還指示該州公用事業(yè)監(jiān)管局制定激勵(lì)措施和其他政策，以鼓勵(lì)部署任何形式的儲(chǔ)能系統(tǒng)。科羅拉多州公用事業(yè)委員會(huì)在今年5月也修訂了互連規(guī)則，將簡(jiǎn)化許可并允許太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目具有更大的靈活性，并提出了一個(gè)試點(diǎn)計(jì)劃為更多儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)提供激勵(lì)措施。

科羅拉多州立法者還批準(zhǔn)了一項(xiàng)法案，將建立了一個(gè)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的科羅拉多電力傳輸機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以運(yùn)營(yíng)輸電和儲(chǔ)能設(shè)施，以幫助州公用事業(yè)實(shí)體參與區(qū)域市場(chǎng)。科羅拉多州太陽(yáng)能和儲(chǔ)能協(xié)會(huì)主席Mike Kruger表示，該州將加快儲(chǔ)能部署。但是他補(bǔ)充說(shuō)，由于該州還需要同時(shí)增長(zhǎng)其太陽(yáng)能發(fā)電量，因此預(yù)計(jì)大部分開(kāi)發(fā)重點(diǎn)將放在混合部署能源上。

Kruger說(shuō)：“很少有開(kāi)發(fā)商在沒(méi)有獲得聯(lián)邦投資稅收抵免(ITC)愿意投資獨(dú)立部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，也許面臨森林火災(zāi)和干旱的威脅，可能會(huì)看到一些獨(dú)立部署的儲(chǔ)能項(xiàng)目，但其規(guī)模相對(duì)較小。”

美國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEIA)副總裁John Smirnow說(shuō)，“政策制定者將不得不應(yīng)對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)不斷變化的需求。如果成本一致，我們將看到更多類(lèi)型儲(chǔ)能系統(tǒng)得以應(yīng)用，而且儲(chǔ)能系統(tǒng)部署越多，可再生能源發(fā)電設(shè)施的普及率就越高。”