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為了使用清潔、可調(diào)度、可靠的電力完全取代化石燃料，全球間歇性可再生能源的開發(fā)需要儲能技術。

根據(jù)IHS Markit的數(shù)據(jù)，預計全球陸上風電、太陽能和儲能共址項目的份額將從2021年的14%增至2030年的35%。共址系統(tǒng)結(jié)合了兩種及以上的能源資產(chǎn)、并網(wǎng)、土地、變電站、電力電子設備、許可程序以及運維工作。這種設置可以為資產(chǎn)業(yè)主提供一些運營和財務方面的優(yōu)勢，同時加速可再生能源開發(fā)，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。

還未開發(fā)的共址價值

在風電和太陽能份額在電力結(jié)構(gòu)中占比較高的市場中，開發(fā)商可以從共址提供的額外收入流中獲益?？稍偕茉床东@價預計會隨著容量的增長大幅下降，這意味著太陽能或陸上風力發(fā)電機在市場上的捕獲價會隨著時間的推移而下降。

與躉售價相比，“捕獲價”這一術語與發(fā)電機在市場上可實現(xiàn)的實際電價有關。由于儲能允許資產(chǎn)業(yè)主在價值高點售電并通過執(zhí)行輔助電網(wǎng)服務獲得報酬，因而共址可以緩解這種價格競爭。

德國的情況就是如此。根據(jù)IHS Markit的數(shù)據(jù)，在德國，2022年-2030年間的獨立太陽能資產(chǎn)捕獲價預計將下降73%。儲能系統(tǒng)有助于彌補損失。例如，由Enel Green Power、ENERTRAG AG、Leclanché和Wärtsilä在德國Cremzow開發(fā)的22MW儲能設施可提供頻率調(diào)節(jié)、電力套利和無功功率服務。


隨著全天24小時對清潔能源需求的增長，許多全球頭部可再生能源開發(fā)商正致力于將混合開發(fā)項目打造為一種關鍵競爭優(yōu)勢。由于電力輸出不限于單一發(fā)電來源，因而混合電站降低了業(yè)績不佳的風險。這提供了面向未來的投資，有助于更好應對市場變化并可能為能源轉(zhuǎn)型帶來額外融資。

在土地使用受限和并網(wǎng)成本較高的市場中，共址也有助于加快可再生能源資產(chǎn)的部署。美國的情況就是如此，那里積壓了1300GW等待并入輸電網(wǎng)的清潔能源項目。

1、自2015年以來，并網(wǎng)升級成本已從項目成本的約10%增至50%-100%。2、 根據(jù)IHS Markit的分析，與獨立項目相比，通過利用并網(wǎng)、土地征用和材料采購的協(xié)同效應，開發(fā)商可節(jié)省高達10%的系統(tǒng)平衡成本。共址提高了對單一并網(wǎng)點的利用率，從而可以更有效的利用現(xiàn)有基礎設施，尤其是在那些迫切需要更多輸配電投資的地區(qū)。

太陽能和風能設施可以作為新建筑、或追溯添加的設施與儲能設施共址。例如，Wärtsilä和Clearway Clearway Energy Group正在美國加州San Bernardino開發(fā)兩個新的太陽能-儲能設施，共計482MW太陽能和275MW/1.1GWh儲能。這兩個設施將成為世界上最大的太陽能-儲能設施之一。同時，Wärtsilä正在將一個147MW/588MWh的儲能系統(tǒng)加入Clearway位于加州Kern縣的一處在運太陽能設施中。

為現(xiàn)有風電站重新供電，用新渦輪機取代舊渦輪機的流程也提供了一個共址儲能的機會。IHS Markit預測稱，約有21.7GW的美國和歐洲風電裝機容量會被重新供電。渦輪機技術的進步已允許使用更少或更小的渦輪機生產(chǎn)與最初的風電站相當?shù)?、甚至更高的容量。這可以減少風電站所需的空間，為更多的可再生能源資產(chǎn)騰出已獲許可的區(qū)域。

共址對于島嶼和離網(wǎng)能源系統(tǒng)也特別具有吸引力，例如遠程采礦，這些系統(tǒng)通常依賴進口燃料（例如石油或柴油）發(fā)電。去年，由28家全球頭部礦業(yè)公司組成的國際采礦和金屬理事會的成員宣布，計劃在2050年前實現(xiàn)采礦作業(yè)凈零排放。采用可再生能源和儲能可以大大減少溫室氣體排放，同時提供更穩(wěn)定的電力來源。

獨立發(fā)電商Zenith Energy在澳大利亞展示了這種方法，澳大利亞是世界上最大的采礦材料生產(chǎn)市場之一。該公司正在利用一個9.2MW/8.7MWh的儲能系統(tǒng)使采礦公司的運營脫碳。通過管理采礦場的功率波動，增加儲能裝置可使現(xiàn)有的雙燃料發(fā)動機電廠免于頻繁升壓，因此提高了運營效率，降低了燃料成本并減少了礦山的碳足跡。

為了實現(xiàn)脫碳目標和降低進口燃料的成本，許多島嶼大幅提高了可再生能源的份額，如美國夏威夷。截至2018年，夏威夷28%的能源需求是由可再生能源滿足的。儲能將在平衡夏威夷電力系統(tǒng)和最大化可再生資源的價值方面發(fā)揮了關鍵作用。Oahu島在今年夏天迎來了它的第一個大型太陽能-儲能設施，并將在今年年底前引進第二個。這有助于確保可靠的電力輸送，并為夏威夷實現(xiàn)2045年100%的可再生能源目標做出貢獻。

八大市場累計將達560GW！在全球范圍內(nèi)擴大共址儲能

根據(jù)IHS Markit的研究， 2021年-2030年間，八個主要市場的風能、太陽能和儲能混合項目的累計裝機容量預計將達到560GW。在每個市場中，規(guī)劃的太陽能-儲能項目都要多于風能-儲能項目。

例如，在中國大陸將安裝的365GW混合可再生能源中，24%是太陽能-儲能，10%是風能-儲能。在美國，風能-儲能僅占混合可再生能源計劃裝機總量的4%，太陽能-儲能占67%。

盡管風能-儲能設施提供了類似的利益，但到目前為止，其部署量明顯低于太陽能-儲能。造成這種差異的原因之一是太陽能和風能之間的間歇性水平不同。風電在輸出方面具有更大的可變性，不像太陽能那樣遵循可預測的模式——太陽每天都會升起和落下。風電站面臨著較長的低產(chǎn)或無產(chǎn)期，這并不總是容易預測?？紤]到較長的低產(chǎn)期，以及風電站通常在非高峰時段產(chǎn)量最大的事實，必須使用經(jīng)濟的儲能儲存和轉(zhuǎn)移風電站電力。

監(jiān)管政策和市場框架在確?；旌想娬镜淖畲髢r值和利益方面也發(fā)揮著重要作用。例如，在美國，大多數(shù)風力設施都會利用聯(lián)邦生產(chǎn)稅收抵免（PTC）政策，這一政策對符合條件的可再生資源發(fā)電按千瓦時數(shù)進行抵免。美國還為可再生能源項目提供投資稅收抵免（ITC）以降低前期成本。

開發(fā)商可以為與風能和太陽能共址的儲能項目申請ITC。但開發(fā)商不能同時申請二者，而PTC對于風電項目來說幾乎總是更加有利可圖。這就解釋了為什么美國計劃于2021-2024年并網(wǎng)的儲能容量中，有63%是與太陽能搭配的。

PTC在2021年底被逐步淘汰，這使增加儲能對風能開發(fā)商更有吸引力，因為增加儲能能令其參與競爭性市場并帶來額外的收入來源。根據(jù)新的《通貨膨脹縮減法案》，PTC獲得延期，包括了2025年1月1日前開始建設的可再生能源項目。法案還將ITC從26%提升至30%，其定義也被擴大到第一次包含獨立儲能項目。修改后的稅收激勵措施肯定會加速可再生能源和儲能的整體開發(fā)，但它們將如何重塑混合項目構(gòu)成還有待觀察。

為了應對日益增長的人氣，開發(fā)商和集成商已發(fā)現(xiàn)了改進共址設施的新方法。例如，越來越多的太陽能-儲能項目是直流耦合，而不是交流耦合的。在交流耦合系統(tǒng)中，電池系統(tǒng)和太陽能電站并行連接到獨立的逆變器上。在直流耦合系統(tǒng)中，太陽能發(fā)電通過一個直流/直流轉(zhuǎn)換器直接流向電池。減少交流/直流轉(zhuǎn)換的次數(shù)可使直流耦合系統(tǒng)比交流耦合系統(tǒng)的效率高出約3%。然而，交流耦合允許獲得更靈活的市場收入。如果太陽能電站不需要的話，那么儲能系統(tǒng)可以直接用于市場投標。同樣的趨勢并沒有出現(xiàn)在風電-儲能直流耦合項目中，這可能是因為風力渦輪機會自然產(chǎn)生交流電。

盡管如此，創(chuàng)新型開發(fā)商正在穩(wěn)步推進風能和儲能聯(lián)合開發(fā)。Enel Green Power公司最近在美國德克薩斯州完成了其第一個名為Azure Sky的大型混合風電項目，其中包括350MW風電和Wärtsilä提供的137MW/205MWh電池儲能。Enel計劃至2023年年初在德克薩斯州開發(fā)共計12個、儲能總量為1290MWh的電池廠。

強化軟件的重要性

共址強化了對復雜軟件的需求，這些軟件可用于無縫整合及管理多種類型的可再生資產(chǎn)。能源管理軟件在成功管理混合型可再生能源+儲能設施方面發(fā)揮著關鍵作用。Wärtsilä復雜的GEMS數(shù)字能源平臺可以監(jiān)測、控制和優(yōu)化單個資源及整個項目群，包括儲能技術、可再生能源和平衡熱發(fā)電資產(chǎn)。

需要使用軟件來監(jiān)督、優(yōu)化和控制混合電廠功能，實現(xiàn)設施價值的最大化。另外，隨著開發(fā)商致力于通過混合設施疊加多種收入流，軟件可以根據(jù)目標、組合限制因素、市場趨勢和不確定因素來引導動態(tài)市場運作。

隨著更多的開發(fā)商發(fā)現(xiàn)儲能共址和可再生能源-儲能混合系統(tǒng)的利益，GEMS將帶來更多的創(chuàng)新應用。Wärtsilä將繼續(xù)與發(fā)電商和開發(fā)商分享這些經(jīng)驗，彰顯儲能在向100%可再生能源系統(tǒng)過渡中的作用。

原標題：560GW！“風光儲”共址新趨勢