早期推出的儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模相對(duì)較小。隨著電池價(jià)格的下降,它們的體積和容量都有所增長(zhǎng),并開辟了新的市場(chǎng)?,F(xiàn)在一些電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠在更長(zhǎng)的時(shí)間管理和應(yīng)對(duì)風(fēng)能和太陽(yáng)能的間歇性。如今,容量更大的儲(chǔ)能系統(tǒng)正在規(guī)劃和開發(fā)中,但其進(jìn)展仍取決于電池成本。
作為全球最大的風(fēng)力渦輪機(jī)制造商Vestas Wind Systems公司的全資能源分析子公司,Utopus Insights公司的科學(xué)家研究了將風(fēng)力發(fā)電+儲(chǔ)能系統(tǒng)或太陽(yáng)能發(fā)電+儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合的混合能源的特性。盡管行業(yè)人士幾乎只專注于將太陽(yáng)發(fā)電設(shè)施能與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的配套部署,但令人驚訝的是,風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與儲(chǔ)能系統(tǒng)配套部署具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在大多數(shù)情況下,風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與儲(chǔ)能系統(tǒng)使用的時(shí)間多于太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目。
這個(gè)研究結(jié)果是有意義的。電力需求峰值期間通常在日落時(shí)開始,而風(fēng)可能會(huì)繼續(xù)吹。因此,太陽(yáng)能發(fā)電需要更多的“提升和轉(zhuǎn)移”,因?yàn)樵诜逯灯陂g必須通過(guò)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供更多的電能。
重要的是,將風(fēng)能和太陽(yáng)能結(jié)合使用可以進(jìn)一步提高滿足峰值需求的容量。由于這兩種可再生能源可以在發(fā)電時(shí)間上相互補(bǔ)充,因此提高了供電可靠性。
正如選擇股票和債券的組合可能會(huì)減少金融投資的波動(dòng)性一樣,使可再生能源發(fā)電形式多樣化,并將其與適當(dāng)?shù)碾姵貎?chǔ)能系統(tǒng)配套部署,是確保在峰值期間提供足夠能源的好方法。當(dāng)然,風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的最佳混合取決于當(dāng)?shù)氐臍夂蚝头逯惦娏π枨蟆?/p>
Utopus Insights公司正在開發(fā)的發(fā)電量預(yù)測(cè)和儲(chǔ)能優(yōu)化技術(shù),對(duì)于使這種混合部署可再生能源發(fā)電設(shè)施實(shí)現(xiàn)其最大價(jià)值至關(guān)重要?;旌喜渴鹂稍偕茉窗l(fā)電設(shè)施可以在需求峰值期間可靠地供電,從而無(wú)需使用成本高昂的調(diào)峰天然氣發(fā)電設(shè)施。這將是淘汰化石能源發(fā)電的開端。
實(shí)施能源轉(zhuǎn)型的時(shí)間表與電池成本下降的速度直接相關(guān)。自2010年以來(lái),彭博新能源財(cái)經(jīng)跟蹤調(diào)查的電動(dòng)汽車電池成本以每年約20%的速度下降。盡管大多數(shù)觀察家預(yù)測(cè),這種迅速下降勢(shì)必很快就會(huì)放緩,但Utopus Insights公司研究人員認(rèn)為,電池繼續(xù)快速降低成本的條件已經(jīng)具備。
研究人員已經(jīng)評(píng)估了鋰離子電池各種應(yīng)用的累積生產(chǎn)量與成本(經(jīng)驗(yàn)曲線)的可用數(shù)據(jù)。便攜式電子產(chǎn)品電池的學(xué)習(xí)率很高(學(xué)習(xí)率是每增加一倍生產(chǎn)量導(dǎo)致成本降低的百分比)約為30%。
其調(diào)查數(shù)據(jù)可以追溯到上世紀(jì)90年代中期。調(diào)查表明,電動(dòng)汽車的電池和電網(wǎng)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的學(xué)習(xí)率要低得多,約為18%至20%。但是,隨著生產(chǎn)量的增加,這些學(xué)習(xí)率已與理想的約30%的學(xué)習(xí)率趨于一致。
實(shí)際上,目前電動(dòng)汽車電池在全球所有鋰離子電池的年度需求中占主導(dǎo)地位,許多分析師認(rèn)為,這將導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池價(jià)格下降。如果對(duì)學(xué)習(xí)率的分析是正確的,并且在電動(dòng)汽車市場(chǎng)蓬勃發(fā)展和日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)了電池生產(chǎn)量的增長(zhǎng),預(yù)計(jì)未來(lái)幾年電池成本將以每年約20%的復(fù)合率持續(xù)下降。
電網(wǎng)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將受益于相關(guān)產(chǎn)品成本降低和電池技術(shù)的改進(jìn)。較低的成本將使電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在供電網(wǎng)絡(luò)中無(wú)處不在,尤其是在發(fā)電廠。
為什么風(fēng)力發(fā)電+儲(chǔ)能項(xiàng)目較少部署?
為什么很多能源廠商通常部署太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目,卻很少部署風(fēng)力發(fā)電+儲(chǔ)能項(xiàng)目?
人們擔(dān)心,由于全球許多國(guó)家和地區(qū)的政府部門提供可再生能源投資的激勵(lì)措施,通常在電網(wǎng)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)出現(xiàn)之前就已經(jīng)提供,可能會(huì)對(duì)這一不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)造成不利影響。例如在美國(guó),太陽(yáng)能的投資稅收抵免(ITC)優(yōu)惠將電池儲(chǔ)能系統(tǒng)納入在內(nèi),而風(fēng)力發(fā)電的生產(chǎn)稅收抵免(PTC)則不包括在內(nèi)。
此外,投資稅收抵免(ITC)將在2022年之前可以降低儲(chǔ)能項(xiàng)目成本的10%,然后一直保持在這一水平,而生產(chǎn)稅收抵免(PTC)則于2020年到期。最近,以美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)為代表的美國(guó)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)一直在倡導(dǎo)將風(fēng)力發(fā)電納入投資稅收抵免(ITC)政策中,尋求在風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電在激勵(lì)方式上實(shí)現(xiàn)更多平等。
在全球范圍內(nèi),需要確保補(bǔ)貼和信貸不會(huì)對(duì)儲(chǔ)能部署造成不利影響或阻礙;他們應(yīng)該鼓勵(lì)對(duì)儲(chǔ)能應(yīng)用方面的投資,但并確定具體技術(shù)或設(shè)計(jì)。能源廠商還必須認(rèn)真考慮相關(guān)法規(guī)。例如在許多市場(chǎng)中,儲(chǔ)能系統(tǒng)被歸類為發(fā)電設(shè)施,以阻止輸電和配電運(yùn)營(yíng)商在電力系統(tǒng)中擁有或運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)能資產(chǎn)。
政策制定者、立法者和監(jiān)管者可以通過(guò)重新考慮市場(chǎng)設(shè)計(jì)和投資激勵(lì)措施來(lái)促進(jìn)這些可喜的變化,以鼓勵(lì)整合新的儲(chǔ)能技術(shù),并讓市場(chǎng)力量確立其真正價(jià)值。
隨著清潔能源轉(zhuǎn)型的好處越來(lái)越明顯,業(yè)界人士呼吁探索更大的政策變化。例如,這些措施可能包括分階段取消對(duì)化石燃料的補(bǔ)貼,逐步提高碳稅價(jià)格,以及增加用于擴(kuò)展或補(bǔ)充鋰離子電池功能的儲(chǔ)能技術(shù)的研究資金。
清潔能源開始取代化石燃料為電網(wǎng)供電,價(jià)格越來(lái)越低的鋰離子電池正在加速這一趨勢(shì),將太陽(yáng)能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為可靠的能源。事實(shí)上,電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以儲(chǔ)存任何來(lái)源的電能,并在電網(wǎng)中斷或峰值期間釋放電能。它們可以減少輸電線路的擁塞。此外,還提供輔助服務(wù),以提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和可靠性。這些多重利益可以實(shí)現(xiàn)貨幣化和組合,從而增加投資的吸引力。
這些發(fā)展預(yù)示著強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)力量將推動(dòng)即將到來(lái)的能源轉(zhuǎn)型。鑒于對(duì)電池成本持續(xù)快速下降的預(yù)測(cè),未來(lái)幾年將取得顯著進(jìn)展。新的風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施將更多地與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)配套,并加快淘汰或改造傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電廠。
工業(yè)規(guī)劃者和管理者應(yīng)預(yù)見到電力的生產(chǎn)和分配將會(huì)發(fā)生快速變化,并且目前仍依賴化石燃料發(fā)電的運(yùn)輸、供熱、工業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域的電氣化進(jìn)程將更加迅速。而主要依靠太陽(yáng)能和風(fēng)能的能源部門,將朝著擁有更豐富和可持續(xù)的清潔能源邁出一大步,從而滿足緊迫的環(huán)境要求。