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太阳能发电与储能系统共址部署的收益和价值有待进一步研究

光伏零部件  来源:中国储能网  作者:刘伯洵  2020/4/16 11:55:45  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:调查表明,如今越来越多的电池储能系统与可再生能源发电设施共址部署,但其收益和价值还有待进一步研究。

随着电池价格持续下跌以及风力发电和太阳能发电设施的广泛应用,电力开发商越来越多地将风力发电和太阳能发电项目与电池储能系统共址部署,以构建一个“混合部署“的可再生能源发电设施。

风力发电和太阳能发电的可变性需要进行平衡,以满足电力系统稳定的需求。虽然这通常是在系统层面上完成的,例如采用可调度的发电设施、需求响应和其他技术,但能源开发商也看到了共址部署电池储能系统的一些优势,使风力或太阳能发电设施发挥传统发电设施的重要作用。

美国劳伦斯伯克利国家实验室和美国电力研究院的最新研究表明,能源厂商对于建设混合部署的可再生能源发电设施的兴趣很高,这是由于与单独部署的发电设施相比,混合部署发电设施可以提供更多好处。

然而,混合部署的能源项目也有局限性,市场规则和政策激励可能影响其项目的财务状况。一份发表在能源行业期刊上的研究报告对混合部署能源发电设施的运营优缺点、相对成本和效益以及行业趋势进行了分析与探讨。

混合部署能源项目将蓬勃发展

根据来自美国能源信息管理局、区域输电组织和独立系统运营商的互连队列数据,美国已经有4.6GW的风力发电、天然气发电、太阳能发电设施、燃油发电设施与电池储能系统共址部署。另外,美国还计划开发部署的14.76GW能源项目,以及区域电力市场69GW的能源设施互连队列。

在互连队列计划部署的太阳能发电项目中,四分之一的项目将与电池储能系统配套部署,4%的风力发电项目也将部署电池储能系统。在加利福尼亚州,几乎三分之二的太阳能项目都配套部署了电池储能系统。

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美国独立系统运营商队列中的混合部署容量和独立部署电池储能容量

得益于太阳能发电在电网中的的高渗透率(2019年占美国电网的20%),加利福尼亚州的白天净负荷较低,而在夜晚有很大的用电负载,这种用电负载曲线被称为“鸭子曲线”。该州是美国计划独立部署电池储能系统数量最多的州,也是计划部署风力发电+储能项目数量最多的州。

是否采用混合部署?

将可再生能源发电设施和电池储能系统共址部署可以节省共享设备和互连成本,并可以充分利用有利于太阳能发电设施和电池储能系统配套部署的美国联邦税收抵免政策。相对于独立部署的发电设施,电力系统运营商和购买者可能更喜欢应用混合部署的发电设施,因为它们具有更大的调度灵活性。但是将发电设施和电池储能系统共址部署,可能并不总是一个最佳的解决方案。

如果不得不从共址部署的可再生能源发电设施充电,那么电池储能系统可能无法完全参与市场。此外,共址部署可能会降低电池储能项目选址的灵活性。大型风力发电厂和太阳能发电厂通常部署在可再生资源丰富、土地可用、电网连接可行的地方,然而可能并不是电池储能系统提供最大效益的地方。此外,激励政策和市场设计也是一个关键因素。

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能源设施混合部署的利弊

混合部署能源设施在容量市场表现有很大的不同

部署混合部署能源设施的增长也会受到价格下降的推动。近年来,随着风力发电、太阳能发电和电池储能系统成本的下降,混合部署发电设施的购电协议价格大幅下降。研究发现,根据109个已经部署或计划部署的太阳能+储能项目的23个合同,其电力价格已从2017年的每兆瓦时40~70美元下降到2019年的每兆瓦时20~30美元。

但是,能源开发商是否由于提供容量或只是采用可再生能源而获得收益,这是混合部署能源设施能否获得经济效益的一个重要因素。在电网规模的太阳能发电项目中,配套部署4小时电池储能系统的成本为每兆瓦时4~14美元。但是,在加利福尼亚州的综合能源和容量组合市场中,每兆瓦时的附加值可能高达13~31美元;但在德克萨斯州的电力市场中,每兆瓦时的附加值可能低至1~9美元。

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与独立部署的项目相比,太阳能发电设施和风力发电设的施混合部署设施具有更多收益

混合部署的能源设施在经济上是否有吸引力取决于部署位置,并且将受到未来批发电力价格趋势的影响。而且,尽管美国联邦政府针对太阳能的税收优惠政策也可以应用在与太阳能发电设施配套部署的电池储能系统,但这意味着这些储能系统不能总是从电网充电,从而限制了它们利用低价电力的能力。

美国劳伦斯伯克利实验室的研究发现,与独立部署的风力发电、太阳能发电设施以及电池储能系统相比,限制电网充电以及混合发电设施相互连接的限制,将导致批发市场价值损失2%至11%。从获得美国联邦投资税收抵免和降低互连成本中获得的混合部署能源设施的收益需要超过这些水平,才能抵消由于于混合部署而带来的价值损失。

时间将证明这种趋势是当前政策驱动力的短暂还是更持久的现象。将电池储能系统与风力发电和太阳能发电设施共址部署,可以在当前的批发市场中提供成本协同效应和更多收益。但独立安装的电池储能系统不会受到电网充电或可再生发电设施互连的限制,目前可以获得更多的收益。

因此,需要更多的研究来阐明电混合部署能源项目的降低成本的潜力、市场价值以及风险/利益。

原标题:可再生能源与储能系统共址部署的收益和价值有待进一步研究

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