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加利福尼亞州的儲能之路
日期:2018-11-15   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:wangya_tyf 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:21世紀(jì)的電網(wǎng)改造速度比人們想象的要快得多,而在十年前,天然氣發(fā)電似乎是人們心目中的清潔能源。如今,隨著可再生能源和儲能系統(tǒng)價格的不斷下降,未來的清潔能源正在重新定義。

十年前,水平鉆井技術(shù)的出現(xiàn)使得天然氣發(fā)電成為美國電力部門的寵兒,并且有毒害充分的理由。天然氣發(fā)電有助于提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)負(fù)荷和易于調(diào)度的峰值負(fù)載電源。天然氣價格低廉,碳排放量明顯低于煤炭發(fā)電,因此被譽為一種資源豐富的具有成本效益的能源,可以實現(xiàn)電力部門需要實現(xiàn)的可再生能源向未來的過渡。然而,現(xiàn)在看來,這種轉(zhuǎn)變發(fā)生得比預(yù)期的要快得多。隨著可再生能源和儲能項目的部署以指數(shù)方式加速發(fā)展,公用事業(yè)公司正在認(rèn)識到儲能系統(tǒng)的可靠性,并將其作為天然氣發(fā)電的一種補充,并在某些情況下甚至完全取代。

可再生能源和儲能系統(tǒng)的激烈競爭


在北美地區(qū),天然氣不再是必須部署的最具成本效益的碳能源。雖然天然氣仍將是未來幾年多元化發(fā)電技術(shù)的重要燃料來源,但正面臨著激烈競爭。例如,在2017年初,風(fēng)電的發(fā)電量首次占到美國中部14個州(從蒙大拿州到德克薩斯州)發(fā)電總量的50%以上。自2010年以來,美國公用事業(yè)規(guī)模的太陽能發(fā)電的價格下降了73%,平均價格(不包括補貼或稅收抵免)為45美元/兆瓦時,在太陽能豐富的美國西南部各州低至23美元/兆瓦時。墨西哥州2017年的太陽能發(fā)電價格成為迄今為止世界上最低的電力價格:19.18美元/兆瓦時。國際可再生能源署(IRENA)表示,到2020年,全球范圍內(nèi)的可再生能源技術(shù)在價格方面可以與化石燃料展開競爭。

從資源規(guī)劃的角度來看,天然氣發(fā)電也正在失去人們的青睞。2018年,亞利桑那州要求暫停建設(shè)裝機容量超過150兆瓦的天然氣發(fā)電廠,因為該州正在評估可再生能源和儲能系統(tǒng)是否能夠滿足未來的峰值電力需求。雖然加利福尼亞州仍然依賴天然氣發(fā)電廠來滿足該州大約三分之一的電力需求,但科學(xué)家聯(lián)盟最近一份研究報告指出,該州不需要建造任何額外的天然氣發(fā)電廠來滿足預(yù)計的2030年的能源需求或電力可靠性需求。相反,能源需求可以通過可再生能源和儲能系統(tǒng)的能效措施和負(fù)荷轉(zhuǎn)移的組合來滿足。馬薩諸塞州、紐約州、俄勒岡州、新澤西州都制定了可再生能源和儲能目標(biāo),以便在電網(wǎng)綠色化的同時實現(xiàn)資源結(jié)構(gòu)的多樣化。因此,可以合理地假設(shè)可再生能源產(chǎn)能將繼續(xù)快速增長,同時儲能系統(tǒng)容量也將隨之增長。

加利福尼亞州的儲能之路


加利福尼亞州是美國公用事業(yè)規(guī)模儲能政策和部署的公認(rèn)領(lǐng)導(dǎo)者。值得注意的是,2015年,該州通過緊急采購儲能系統(tǒng)以應(yīng)對阿利索峽谷天然氣泄漏事故,并在8個月內(nèi)完成了采購和調(diào)試,展示了儲能系統(tǒng)可以部署的速度和效率,并有效緩解電力可靠性問題。最近,該州取消了262兆瓦的Puente Power Project天然氣發(fā)電廠的建設(shè)計劃,這個項目旨在服務(wù)于南加州愛迪生(SCE)電網(wǎng),表明加州ISO公司將可再生能源、分布式能源和儲能系統(tǒng)的組合作為一種替代天然氣發(fā)電的可行方案。

今年9月,加州公用事業(yè)委員會(CPUC)發(fā)布了一項征求公眾意見的決議,批準(zhǔn)太平洋天然氣和電力公司提交的申請,要求批準(zhǔn)歷史上規(guī)模最大的電池儲能采購項目(裝機容量為567.5兆瓦,4小時儲能),其目的是替代三座天然氣發(fā)電廠,否則這些發(fā)電廠將執(zhí)行可靠性必須運行(RMR)合同。如果得到加州公用事業(yè)委員會(CPUC)的批準(zhǔn),這些儲能資產(chǎn)將在2020年上線運營。其趨勢很明顯:儲能系統(tǒng)可以經(jīng)濟地進(jìn)行整合,在某些情況下,可以取代天然氣發(fā)電廠。

隨著今年9月SB 100法規(guī)的實施,該法規(guī)要求到2045年為最終用戶和州政府機構(gòu)采購的電力100%為零排放能源。這一具有里程碑意義的立法已經(jīng)開辟了一條儲能和可再生能源成為加州主要能源供應(yīng)的途徑。加州是美國迄今為止規(guī)劃清潔能源最大目標(biāo)的一個州。

除了像SB 100這樣的法規(guī)之外,還有幾個因素促使儲能系統(tǒng)的加速采用和優(yōu)化,并可能取代當(dāng)今美國的天然氣發(fā)電廠。

•與建造新的天然氣發(fā)電廠、核電站或煤電廠相比,部署儲能系統(tǒng)快速而廉價。一座天然氣發(fā)電廠平均需要三年時間才能建成,而相比之下,特斯拉公司的裝機容量為100兆瓦霍恩斯代爾儲能設(shè)施在100天內(nèi)完成部署。此外,為應(yīng)對阿利索峽谷天然氣泄漏事件而采購的裝機容量為100兆瓦的儲能系統(tǒng)在不到8個月內(nèi)完成。

•儲能參與規(guī)則正在發(fā)生變化。美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(FERC)通過第841號命令,現(xiàn)在要求獨立系統(tǒng)運營商(ISO將儲能系統(tǒng)納入其市場。

•儲能系統(tǒng)可以提供快速、清潔和低成本的解決方案,以滿足紐約市、南加州和墨西哥巴哈半島等地區(qū)即將出現(xiàn)的昂貴電力和輸電需求。

•儲能系統(tǒng)的價值主張超出了可調(diào)度電力的范圍,因為它還可以提供成本效益、響應(yīng)性強的電壓支持、頻率調(diào)節(jié)、擁塞緩解、輔助服務(wù)和彈性(緊急備份)。

轉(zhuǎn)型:利用儲能系統(tǒng)優(yōu)化現(xiàn)有發(fā)電廠


2017年,美國近32%的電力來自天然氣發(fā)電廠,超過任何其他能源,煤炭發(fā)電緊隨其后。隨著可再生能源的增長和煤炭發(fā)電逐步淘汰,新建和現(xiàn)有的天然氣發(fā)電廠需要變得更快、更靈活,以補充儲能系統(tǒng)管理電網(wǎng)變化,同時在不損害可靠性的情況下與價格下降的可再生能源進(jìn)行競爭。將儲能系統(tǒng)與新建和現(xiàn)有天然氣工廠相結(jié)合,可以顯著地提高其速度和靈活性,從而提高效率,并降低排放。儲能系統(tǒng)可以允許立即關(guān)閉天然氣發(fā)電廠而不會影響可靠性,并且在開通運營時能夠以最佳效率運行。

將現(xiàn)有天然氣發(fā)電廠與儲能系統(tǒng)混合的優(yōu)點是:(1)所得到的混合電力可以提供許多與獨立儲能系統(tǒng)相同的可靠性屬性,而不會采用化石燃料發(fā)電;(2)可以在電網(wǎng)緊急情況下,在特定位置提供電力所需的無限持續(xù)時間;(3)符合當(dāng)?shù)仉娏θ萘恳?。事實證明,天然氣發(fā)電廠和儲能系統(tǒng)的混合是非常有效的。

隨著時間的推移,可以增加安裝在這些天然氣發(fā)電廠的模塊化儲能容量,優(yōu)化現(xiàn)有的電網(wǎng)互聯(lián)容量,最終僅使用天然氣發(fā)電廠作為緊急備用資源。在需要產(chǎn)生基本負(fù)荷的地方,這些天然氣發(fā)電廠可以轉(zhuǎn)換為使用可再生氣體能泊,例如沼氣或氫氣。這種向電力部門的過渡主要通過儲能系統(tǒng)和可再生能源,以及可再生氣體能源產(chǎn)生的電力來實現(xiàn)。

隨著人們邁向更可持續(xù)的未來,儲能系統(tǒng)將通過使包括發(fā)電機(天然氣和可再生能源)在內(nèi)的各種現(xiàn)有電力資產(chǎn),以更具成本效益和更強大的功能運行,提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性,同時降低能耗,減少溫室氣體排放。

原標(biāo)題:加利福尼亞州的儲能之路
 
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來源:中國儲能網(wǎng)
 
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