“隨著成本下降和可再生能源部署量的增加，儲(chǔ)能系統(tǒng)有望成為未來(lái)電網(wǎng)的寶貴資源，尤其是當(dāng)電力系統(tǒng)允許儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)提供多種電網(wǎng)服務(wù)以及太陽(yáng)能發(fā)電量更高的情況下。”

這是美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)在其最近發(fā)布的一份有關(guān)“儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)”項(xiàng)目的分析報(bào)告得出的結(jié)論。該報(bào)告描述了美國(guó)電力系統(tǒng)到2050年部署電網(wǎng)規(guī)模的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能(最長(zhǎng)達(dá)到12小時(shí))巨大市場(chǎng)潛力。

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)分析師Will Frazier、Wesley Cole、Paul Denholm、Scott Machen和Nate Blair共同撰寫(xiě)了這份名為“美國(guó)電力部門(mén)部署儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)潛力”的分析報(bào)告，探討了儲(chǔ)能技術(shù)的總體市場(chǎng)潛力以及優(yōu)化部署成本的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)分析師兼該報(bào)告的主要作者Will Frazier指出：“我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，在各種模擬情景中，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能具有巨大的市場(chǎng)潛力。為了實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)的儲(chǔ)能部署，電力系統(tǒng)需要允許儲(chǔ)能系統(tǒng)提供容量和能源時(shí)移的電網(wǎng)服務(wù)。”

在這項(xiàng)工作中，研究人員為該實(shí)驗(yàn)室的區(qū)域能源部署系統(tǒng)(ReEDS)的容量擴(kuò)展模型添加了新功能，以準(zhǔn)確表示允許提供電網(wǎng)服務(wù)時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值，而這是一個(gè)建模面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn)。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值很大程度上取決于持續(xù)放電時(shí)間，區(qū)域能源部署系統(tǒng)(ReEDS)每小時(shí)模擬一次系統(tǒng)運(yùn)行的情況。

研究人員使用區(qū)域能源部署系統(tǒng)(ReEDS)模型模擬了兩組場(chǎng)景——一組允許儲(chǔ)能系統(tǒng)提供多種電網(wǎng)服務(wù)，另一組限制儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提供的電力服務(wù)。所有場(chǎng)景都對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)施、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施以及天然氣發(fā)電設(shè)施使用不同的成本和性能假設(shè)來(lái)確定儲(chǔ)能部署的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。

報(bào)告發(fā)現(xiàn)：

•在所有場(chǎng)景中，電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能部署將顯著增長(zhǎng)。到2050年，在假設(shè)具有適度的成本和性能下，部署的總裝機(jī)容量將超過(guò)125GW。

•最初部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)放電時(shí)間大多較短(最長(zhǎng)為4小時(shí))，然后隨著部署的增加而逐漸延長(zhǎng)持續(xù)放電時(shí)間(最長(zhǎng)為12小時(shí))，主要是因?yàn)槌掷m(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)部署成本目前更昂貴。

•2030年，各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)年部署的裝機(jī)容量從1GW到30GW不等。

•到2050年，美國(guó)每年部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的裝機(jī)容量達(dá)到7 GW以上。

•備用電源市場(chǎng)難以推動(dòng)儲(chǔ)能部署，因?yàn)檠芯堪l(fā)現(xiàn)該服務(wù)的整體市場(chǎng)潛力有限。

•部署更多的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施縮短了峰值時(shí)段，并降低了儲(chǔ)能系統(tǒng)增加儲(chǔ)能容量需求，而持續(xù)放時(shí)時(shí)間較短的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為具有競(jìng)爭(zhēng)力的峰值容量來(lái)源，可以有效降低儲(chǔ)能部署成本。

•隨著時(shí)間的推移，儲(chǔ)能系統(tǒng)在提供峰值容量方面的價(jià)值隨著負(fù)荷增長(zhǎng)和現(xiàn)有發(fā)電設(shè)施退役而增加。

•更多的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施創(chuàng)造了更加不穩(wěn)定的能源價(jià)格曲線，增加了儲(chǔ)能系統(tǒng)能源時(shí)移的潛力。與峰值容量一樣，隨著太陽(yáng)能發(fā)電滲透率的增加，能源時(shí)移的價(jià)值會(huì)隨著時(shí)間的推移而增長(zhǎng)。

“儲(chǔ)能未來(lái)研究(SFS)”項(xiàng)目由美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)牽頭，并得到美國(guó)能源部(DOE)儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)的支持，這是一項(xiàng)持續(xù)多年的研究項(xiàng)目，旨在探索先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)如何影響電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署和分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用，其中包括對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施投資和運(yùn)營(yíng)的影響。