在電力系統(tǒng)層面，今年2月的美國聯(lián)邦能源管理委員會（FERC）第841號令要求大規(guī)模電力系統(tǒng)運營商設(shè)計新的規(guī)則來整合儲能系統(tǒng)。今年4月頒布的845號令重寫了電網(wǎng)的互連規(guī)則，為儲能系統(tǒng)的部署創(chuàng)造了新的機會。
在客戶層面，美國32個州的州議員和監(jiān)管機構(gòu)在今年第一季度討論了57項有關(guān)儲能的部署、目標(biāo)、研究，以及優(yōu)惠的政策行動。
直到2015年，公用事業(yè)公司的高管和可再生能源懷疑者都認(rèn)為具有成本競爭力的電池儲能是不可實現(xiàn)的。而如今，電池儲能成為電力行業(yè)的關(guān)注的焦點。
“因為我們知道太多的風(fēng)能和太陽能會在沒有儲能系統(tǒng)的情況下改變電網(wǎng)，但我們認(rèn)為其代價有些太昂貴了。”南加州愛迪生電力公司前副總裁Jim Kelly表示。
隨著能夠提供的一系列儲能服務(wù)，其中包括容量和彈性，人們開始明白，儲能系統(tǒng)成為了最熱門的能源話題。根據(jù)Lazard公司的2017年11月發(fā)布的儲能分析成本水平分析報告，鋰離子電池受到的關(guān)注最多，但還有其他幾種快速發(fā)展的電池化學(xué)和儲能技術(shù)。
由于技術(shù)和應(yīng)用范圍廣泛，電池儲能的成本變化很大，但電池成本大幅下降是真實的。根據(jù)GTM公司發(fā)布的2017年公用事業(yè)規(guī)模的儲能研究報告，2015年和2016年電池成本預(yù)計整體下降了32％。據(jù)GTM報道，這種下降趨勢將在未來五年內(nèi)放緩。但電池儲能在某些地方和應(yīng)用中，而正走在具有更好的成本競爭力的道路上。
根據(jù)Lazard公司報告的數(shù)據(jù)，業(yè)內(nèi)人士預(yù)計，在2018年和2022年之間，電池成本的累計下降取決于場合和應(yīng)用程度。
而成本的下降將引領(lǐng)許多可再生能源開發(fā)商將其太陽能項目與儲能系統(tǒng)配套使用。在加利福尼亞州這個在美國太陽能行為占主導(dǎo)地位的州，加州太陽能工業(yè)協(xié)會今年2月正式將其名稱更名為加州太陽能和儲能協(xié)會。
太陽能發(fā)電加儲能系統(tǒng)的早期成功正在引導(dǎo)一些開發(fā)商考慮將電池儲能系統(tǒng)與大型風(fēng)力發(fā)電項目相結(jié)合，但研究人員和行業(yè)官員表示，在配套資源具有競爭力之前，儲能技術(shù)將需要進一步發(fā)展。
根據(jù)美國國家可再生能源實驗室（NREL）5月10日在美國風(fēng)能協(xié)會（AWEA）年度會議上預(yù)覽的一份研究報告，目前2012年儲能成本為1000美元/千瓦時，估計將低至200美元/千瓦時。這個研究預(yù)計電池儲能的資本成本最終將降至100美元/千瓦時，但不會得出風(fēng)電成本具有競爭力這樣的結(jié)論。
這是一把雙刃劍？
美國國家可再生能源實驗室承認(rèn)其對風(fēng)力儲能價值主張的評估忽略了潛在價值流，其中包括容量和輔助服務(wù)。這項研究側(cè)重于能源套利，即當(dāng)價格較低時儲存電能，并在市場價格較高時將其提供給電網(wǎng)。
太陽能對4小時儲能的影響
在增加儲能前后的凈需求以及在增量高峰需求減少降至100％以下之前可添加的儲能量
根據(jù)美國國家可再生能源實驗室工程師和研究合著者Jennie Jorgenson的說法，這使儲能取決于可用的傳輸容量。但這是一把雙刃劍。當(dāng)電網(wǎng)擁塞時，儲存的電能不能輕易地容易轉(zhuǎn)移實現(xiàn)套利，但沒有電網(wǎng)擁塞，儲存的電能在套利中的價值就會下降。
美國儲能協(xié)會（ESA）執(zhí)行董事Kelly Speaks Backman對此評估并不認(rèn)同。她說， “儲能系統(tǒng)可以吸收多余的風(fēng)能，當(dāng)它的成本最低時，它不必被削減，當(dāng)價格更高時，它會將風(fēng)力產(chǎn)生的電能送入電網(wǎng)。”
對于全球兩大風(fēng)力發(fā)電商通用電氣可再生能源集團和RES集團而言，風(fēng)力發(fā)電儲能的價值主張更為復(fù)雜，并且更為關(guān)鍵，其對風(fēng)能和儲能開發(fā)商具有重要意義。
風(fēng)力發(fā)電和電池儲能
儲能得到蓬勃發(fā)展是真實的。全球風(fēng)能開發(fā)商Acciona Energy公司運營副總裁Krys M. Rootham在AWEA美國風(fēng)能會議上報告儲能和風(fēng)能的會議上提供的彭博新能源財經(jīng)數(shù)據(jù)顯示，2016年全球安裝的儲能系統(tǒng)容量為7.8吉瓦時，2017年為11.3吉瓦時。預(yù)計2018年將達到14.6吉瓦時，2024年將達到81.3吉瓦時。
據(jù)美國消費電子協(xié)會（Rootham）報告的GTM Research數(shù)據(jù)顯示，2017年美國風(fēng)能累計裝機容量為431兆瓦時，預(yù)計2018年將增至1233兆瓦時，2023年增長超過9000兆瓦時。
然而，美國儲能協(xié)會（ESA）的Speaks-Backman表示，儲能系統(tǒng)不必與可再生能源發(fā)電直接配套使用。他說，“風(fēng)能開發(fā)商可以通過套利減少風(fēng)險，但價值主張是否可行取決于具體的市場。”
美國國家可再生能源實驗室（NREL）高級研究科學(xué)家Ryan Wiser說，太陽能儲能對比風(fēng)能儲能更有效。他說，“只需要將太陽能儲能只需存儲幾個小時的電能，而風(fēng)力發(fā)電需要更長時間儲能才是有價值的，至少在短期內(nèi)，傳輸電能是一種更合理、更經(jīng)濟的風(fēng)能整合解決方案。”
RES集團首席技術(shù)官Andrew Oliver對此表示認(rèn)同，他說，“將風(fēng)能存儲起來，通過允許它使用相同的互連點為儲能節(jié)省了成本。為了減少風(fēng)電的影響，需要長時間存儲電能，目前，像液流電池這樣的長時間電池儲能系統(tǒng)尚未成為主流。”
Oliver表示，“如果沒有配備長時間的電池存儲系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電能源套利不會體現(xiàn)出來。如果將1兆瓦時的電能每天轉(zhuǎn)移到另一部分，可以獲得50美元，而如果每天能夠完成兩次，那么1兆瓦時每天可以獲得100美元，即每年36500美元，而且可能會獲得更多。
Oliver說，“只有電池儲能成本進一步下降到與風(fēng)能的需求相交的那一點，才能使大多數(shù)二次使用案例在經(jīng)濟上可行。隨著可再生能源的滲透率上升和更多像容量開放這樣的市場，才有可能有利于儲能部署。”
Speaks-Backman認(rèn)為風(fēng)力開發(fā)商可能低估了儲存能的經(jīng)濟性。“在Xcel Energy 2017招標(biāo)中，太陽能發(fā)電和儲能的價格為36美元/兆瓦時，長期購電協(xié)議的2023年交付的風(fēng)電加儲能的價格為21美元/兆瓦時，”她說，“目前儲能的價格僅為40美元/兆瓦時至50美元/兆瓦時，已經(jīng)很有競爭力了。”
““風(fēng)能和儲能系統(tǒng)配套使用的原因有多種，而根據(jù)市場情況，有幾種方法可以提供電網(wǎng)解決方案的價值和容量因素。”通用電氣可再生能源公司首席技術(shù)官Danielle Merfeld說，“我們正在努力研究哪些解決方案適合哪些市場，因為并沒有一種萬能的解決方案。”
Merfeld表示，通用電氣在2015-2016年價格下降和技術(shù)突破之前正在開發(fā)儲能技術(shù)，并試圖了解儲能在風(fēng)能發(fā)電是在渦輪機級或項目級上是否更多的優(yōu)勢。
“目前的答案是，只要儲能在電風(fēng)側(cè)應(yīng)用，它就具有價值，”她說。 “它允許雙重使用互連，而電網(wǎng)并不知道更清潔的功率曲線是來自項目級別還是渦輪級別。”
Merfeld指出，廣義上說，當(dāng)電能在一天中的某些時間具有較高的價值或者可以使得可用的傳輸更有效時，儲能系統(tǒng)是有競爭力的。而市場和政策因素決定了其經(jīng)濟可行性，并且仍在不斷發(fā)展。
“通用電氣正在圍繞所有儲能場景的邊緣進行試驗，以確定儲能的市場條件，”她說。 “一旦景觀建成后，隨著市場的穩(wěn)定，我們就會知道儲能將在哪里工作。”
其他市場、服務(wù)和各種儲能
美國國家可再生能源實驗室（NREL）論文承認(rèn)，電力容量和輔助服務(wù)市場的機會可能會改變儲能價值主張。
RES集團的Oliver表示，許多二次使用案例（如吸收多余的電能和提供電力電子服務(wù)）并不能提供顯著的回報。
Oliver表示，聯(lián)邦能源管理委員會（FERC）841號令可能對儲能市場非常重要。他說，當(dāng)新的規(guī)則允許儲能從其價值堆棧中獲得多個收入流時，它可能會改變儲能經(jīng)濟。但他補充說，它不可能改變與風(fēng)力配套使用的經(jīng)濟可行性。
“美國聯(lián)邦能源管理委員會（FERC）845號令對風(fēng)力發(fā)電商來說更為重要，因為它改變了互連規(guī)則，”他說。 “一個使用率不高的開發(fā)商現(xiàn)在可以在沒有新的互連的情況下增加儲能容量，從而使風(fēng)能開發(fā)商能夠以前所未有的方式從未充分利用的互連容量中獲利。”
Speaks-Backman認(rèn)為841號令是儲能市場的“游戲改變者”。她說：“大多數(shù)市場只允許儲能獲取其多個潛在收入來源之一。電力系統(tǒng)運營商正在為其提供的多種服務(wù)開發(fā)市場產(chǎn)品。”
第841號令要求電力系統(tǒng)運營商認(rèn)識到其在能源和容量市場的價值，并提供他們需要的許多輔助服務(wù)以保持可靠性。
Speaks-Backman說，風(fēng)能開發(fā)商還應(yīng)該認(rèn)識到其他類型的儲能（包括抽水蓄能、壓縮空氣和可再生熱能）的彈性價值。儲能是一種更有效地為電力系統(tǒng)提供服務(wù)的方式，而無需將電力基礎(chǔ)設(shè)施升級，并找到一種不會浪費能源的方式。”
Merfeld對此表示認(rèn)同，她說，“通用電氣公司正在研究整個可再生能源和儲能生態(tài)系統(tǒng)，并希望利用充分調(diào)色板，以便可以繪制任何人們想要的圖像。”
她說，電池儲能系統(tǒng)的一個重要優(yōu)勢是它們可以安裝在任何地方，但儲能是一種通用解決方案，成本最低的類型不一定是電池儲能系統(tǒng)。在某些地方我們認(rèn)為部署大規(guī)模儲能系統(tǒng)有一個很好的價值主張，而抽水蓄能比電池儲能更容易實施，成本更低。”
Oliver表示，與西門子公司正在進行的示范工作一樣，儲熱技術(shù)也比電池儲能更具潛力。 “它的回程效率非常低，因此它可以具有成本效益。”
熱儲能用于風(fēng)力發(fā)電研究項目的未來能源解決方案
Merfeld表示，在需要輔助服務(wù)和頻率監(jiān)管市場的地方，儲能已經(jīng)具有價值。她說，在其他地方，地理上分散的風(fēng)力發(fā)電項目和傳輸限制了儲能的成本效益。
