2050年美國儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量將增長5倍

據(jù)報道，隨著技術(shù)成本的下降和可再生能源的增加，儲能有望成為未來電網(wǎng)寶貴資源。儲能期貨研究所(SFS)最新發(fā)布的《美國電力部門晝間儲能經(jīng)濟(jì)潛力》報告中描述了美國電力儲能(儲能達(dá)12 h）到2050年的巨大市場潛力。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電力系統(tǒng)允許同時為多個電網(wǎng)提供存儲服務(wù)，且太陽能光伏(PV)普及率更高時，儲能系統(tǒng)能夠?yàn)殡娋W(wǎng)帶來最大價值，且部署可隨之?dāng)U大。

儲能期貨研究所（SFS）由美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）領(lǐng)導(dǎo)并由美國能源部(DOE)“儲能大挑戰(zhàn)”提供支持。該項(xiàng)目已研究多年，旨在探索儲能技術(shù)大規(guī)模部署和分布式儲能的應(yīng)用，包括對未來電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施投資和運(yùn)營的影響。

模型存儲潛力的功能擴(kuò)展

在這項(xiàng)工作中，研究人員在NREL區(qū)域能源部署系統(tǒng)(ReEDS)容量擴(kuò)展模型中添加了新功能，以準(zhǔn)確表示提供電網(wǎng)服務(wù)時電池儲能的價值。這是一個復(fù)雜的建模挑戰(zhàn)，側(cè)重于鋰離子電池的成本和性能指標(biāo)，比起其他新興技術(shù)，該技術(shù)具有更高的市場成熟度。由于存儲價值很大程度取決于時間，ReEDS每小時模擬一次系統(tǒng)運(yùn)行。NREL研究人員對兩組場景進(jìn)行了建模，其中一組允許存儲提供多網(wǎng)服務(wù)，另一組則限制可提供的服務(wù)。所有場景都假設(shè)存儲、風(fēng)能、太陽能光伏和天然氣的成本和性能，以確定儲能部署的關(guān)鍵驅(qū)動因素。

2050年安裝的存儲容量將增加5倍

所有場景研究顯示，大規(guī)模的儲能部署到2050年前會有顯著增長。在假設(shè)的適度成本和性能下，儲能系統(tǒng)裝機(jī)容量總計(jì)將超過125 GW，增加5倍多，部署總量高達(dá)680 GW。最初，新的存儲設(shè)計(jì)持續(xù)時間較短，最多4 h，隨后逐漸延長至12 h，主要是因?yàn)槟壳拜^長時間的存儲很昂貴。預(yù)計(jì)到2030年，電池年度存儲量為1～30 GW，2050年為7～77 GW。

系統(tǒng)靈活性是存儲部署的關(guān)鍵。為了解未來電網(wǎng)規(guī)模存儲部署的驅(qū)動力，NREL模擬了在允許獨(dú)立提供三種電網(wǎng)服務(wù)時存儲的經(jīng)濟(jì)潛力，包括容量、能源時移和運(yùn)營儲備。NREL發(fā)現(xiàn)不允許存儲提供穩(wěn)定的容量對未來部署影響最大，另一方面，運(yùn)營儲備不會推動存儲部署，因?yàn)檫@項(xiàng)服務(wù)的整體市場潛力有限。

存儲和太陽能共生。NREL的多項(xiàng)研究指出了太陽能和儲能的共生性質(zhì)，目前的這項(xiàng)研究進(jìn)一步證實(shí)了這種關(guān)系。更多的光伏發(fā)電可縮短高峰需求期，并降低存儲所需的容量，且通過允許電池較短持續(xù)時間成為具有競爭力的峰值容量來源，以增加存儲價值和降低存儲成本。NREL發(fā)現(xiàn)，隨著負(fù)載增加和現(xiàn)有發(fā)電機(jī)的退役，儲能在提供峰值方面的價值將大大增加。此外，太陽能光伏發(fā)電也與時移服務(wù)有著密切的關(guān)系，更多的光伏發(fā)電創(chuàng)造了更不穩(wěn)定的能源價格曲線，增加了時移的潛力。與峰值容量一樣，隨著光伏滲透率的增加，能源時移價值將隨時間的推移而增長。

李忠東編譯