顆粒在線訊：儲能的“突破年”

　　“去年是儲能行業(yè)取得突破的一年，以公用事業(yè)的應用為證明，電池儲能是一種可行、有彈性和可靠的能源，”三菱電力美洲公司能源存儲解決方案高級副總裁Thoma sCornell在最近的一次采訪中告訴媒體。

　　在撰寫本文時，已在美國、英國和澳大利亞的最先進市場部署了約6500MW的并網(wǎng)電池儲能。去年部署了大約三分之二。

　　但大多數(shù)受訪者一致認為，盡管部署容量如此之高，但儲能仍主要用于電力而非能源。

　　“現(xiàn)在儲能還是一個備份系統(tǒng)，數(shù)量有限，”研發(fā)和示范項目組織——電力研究所(EPRI)分布式能源和儲能主任Haresh Kamath說.

　　將可再生能源生產的電力從高產量時期轉移到高需求時期是儲能的巨大長期利益，但實現(xiàn)這一目標的能力還處于相對早期的階段。即使在發(fā)生負荷轉移的地方，例如在美國加利福尼亞州。

　　加州電網(wǎng)(CAISO)

　　作為迄今為止部署最成熟的市場，加利福尼亞(CAISO)電網(wǎng)是開始在系統(tǒng)上安裝超過2700MW并網(wǎng)儲能的理想場所。儲能已經起飛，以響應一些CPUC指令，要求公用事業(yè)和其他負載服務實體采購新的靈活容量。

　　CAISO儲能部門經理Gabe Murtaugh告訴媒體，儲能現(xiàn)在定期將多達6000MWh的電力從一天中段的低價時段轉移到當天晚些時候的高價時段。這在很大程度上有助于抑制加州全天對電力需求的所謂“鴨曲線”。

　　但是，Murtaugh補充說，這種負荷轉移主要是轉移低價但高污染的天然氣資源：“可再生電力在某些時期生產過剩，儲能肯定會吸收一些，但在儲能系統(tǒng)充電之前還需要一些過渡。”

　　CAISO最近透露了儲能在2021年7月俄勒岡州Bootleg野火中的作用，當時在連接這些地區(qū)的三條輸電線路被禁用后，它發(fā)出了大約1000MW來幫助保持照明。

　　他補充說：“我們現(xiàn)在經常看到每隔五分鐘的時間間隔，基本上所有儲能容量都被調度到電網(wǎng)上，近3000MW，隨著更多的儲能與系統(tǒng)互連，這將在夏季增加。3月份CAISO電網(wǎng)的峰值需求為28971MW，這意味著儲能在不同的時間間隔定期貢獻至少10%的負載?！?/p>

　　CAISO預計到今年夏天將有大約4000MW的儲能系統(tǒng)上線，這將進一步有助于減輕野火對電網(wǎng)穩(wěn)定性的風險。在Bootleg期間，僅連接了大約1500MW。

　　ERCOT

　　在可再生能源部署方面，德克薩斯州是迄今為止在美國領先的州，擁有45077MW，主要是風能。這是加利福尼亞州部署量的兩倍，加利福尼亞州以22929MW位居第二（2021年底，來自美國清潔能源協(xié)會的數(shù)據(jù)）。

　　德克薩斯州和加利福尼亞州系統(tǒng)集成商Flex Gen的業(yè)務開發(fā)高級副總裁Jason Abiecunas表示，儲能的主要收入驅動力歷來是頻率響應，特別是響應儲備服務(RRS)和固定頻率響應(FFR)。

　　然而，英國儲能投資商Gore Street Capital的首席執(zhí)行官Alex O'Cinneide表示，電網(wǎng)平衡和頻率響應服務與能源交易之間的比例現(xiàn)在接近50:50，該公司最近在德克薩斯州收購了幾項儲能資產。

　　根據(jù)電網(wǎng)運營商ERCOT在2021年底發(fā)布的數(shù)據(jù)，在撰寫本文時，德克薩斯州的并網(wǎng)儲能容量可能在1300-1800MW之間。

　　然而，Abiecunas表示，沒有跡象表明FFR和RRS市場很快就會飽和，因此它們仍將是該州儲能的主要驅動力。

　　盡管自2021年2月毀滅性的冬季風暴奪去數(shù)百人的生命以來已經過去了一年多，但它仍然被認為是展示德克薩斯電網(wǎng)儲能潛力的關鍵時刻。

　　Abiecunas：“每個人都看到了能源存儲在危機時期能夠提供的巨大價值。他們看到這是一種提供本地穩(wěn)定性的資源，可以在電網(wǎng)需要時提供各種服務，并且可以調整它正在做的事情來滿足當下的需求?！?/p>

　　英國/愛爾蘭

　　2021年，英國部署了約446MW的電池儲能系統(tǒng)，在撰寫本文時，總并網(wǎng)電力達到1700MW（數(shù)據(jù)來自SolarMedia的英國電池儲能項目數(shù)據(jù)庫報告）。

　　“大多數(shù)電池大部分時間都使用其功率容量，而不是它們的能量容量。它們處于待命狀態(tài)，以應對任何突發(fā)事件?！笔袌銮閳蠊綧odoEnergy首席分析官RobynLucas說.

　　頻率響應服務總量略高于1000MW，主要是為儲能而設計的，因此以儲能為主。根據(jù)Modo的數(shù)據(jù)，它們是動態(tài)遏制(DC)、固定頻率響應(FFR)和增強頻率響應(EFR)，它們在2021年占電池儲能收入的90%以上。但在接近年底時開始發(fā)生轉變。

　　“批發(fā)和商家收入真正開始用于儲能?；氐降谝患径群偷诙径龋銜吹街挥胁坏?%的收入來自這些來源，但到第三季度和第四季度，這一比例會上升到10%，甚至20%，”Modo研究主管Alex Done說.

　　“由于價格波動很大，現(xiàn)在批發(fā)市場有很多機會?！?/p>

　　O'Cinneide表示，英國的最佳收入組合仍然是80-85%的電網(wǎng)平衡、10%的容量和5-10%的電力交易。

　　以MWh放電測量的儲能利用率可能很低，但頻率響應服務對于電網(wǎng)的平穩(wěn)運行至關重要。Lucas說，最近一次需要他們的力量的重大事件發(fā)生在2022年3月22日。

　　系統(tǒng)跳閘導致電網(wǎng)頻率崩潰至49.67Hz。她說，假設1100MW的合同電池按照合同做出響應，儲能產生的最大響應功率為650MW，以幫助將頻率恢復到50赫茲，這需要10分鐘。

　　儲能快速響應的另一個值得注意的例子是，法國的新IFA2互連器在上線一個月后于2021年1月29日跳閘。

　　儲能也正在成為國家電網(wǎng)發(fā)起的容量市場拍賣的重要參與者。在最近的2025/26年度拍賣中，1094MW的電池在總計27632MW的投標中勝出，占該金額的2.5%。

　　盡管目前儲能在平衡機制中的作用很小，但它是國家電網(wǎng)在短期內平衡其網(wǎng)絡的一個非常重要的部分。批發(fā)市場的交易有助于抑制價格波動，因此從系統(tǒng)的角度來看是好的。

　　愛爾蘭的部署水平要低得多，但仍然有電池儲能的顯著例子。當愛爾蘭電網(wǎng)的頻率在2021年5月降至正常運行范圍以下時，兩個總計37MW的電池存儲系統(tǒng)介入。這是該國多年來出現(xiàn)的最長的欠頻事件，因為電網(wǎng)超出了49.9Hz-50.1Hz的范圍超過14分鐘，但電池在180毫秒內介入。

　　西歐

　　在儲能部署方面，西歐略落后于英國、加利福尼亞、德克薩斯和澳大利亞。市場情報公司En App Sys的主管Jean-Paul Harreman表示，法國擁有約300MW的并網(wǎng)儲能，德國約600MW，荷蘭和比利時均低于100MW。不過，他補充說，每個項目都有大型的后續(xù)擴建計劃，僅在法國就有500MW。

　　其中大部分是提供頻率遏制儲備，這是一種頻率響應服務，需要在跌落后30秒內激活。由于交貨期較短以及天然氣和碳價格的上漲，去年拍賣的可用性支付有所增加。頻率響應服務的更短交付期也將更多傳統(tǒng)資產推出市場，轉而支持儲能。

　　但是，由于西歐的存儲規(guī)模較小，迄今為止還沒有任何例子表明它在維持電網(wǎng)穩(wěn)定方面發(fā)揮了關鍵作用?！皟δ芡枰轿迥瓴拍荛_始產生影響，”他說。

　　Harreman表示：“從長遠來看，儲能有可能減少市場波動，從分銷的末端開始。由于充電和放電之間需要一定的價差才能實現(xiàn)收支平衡，儲能將嘗試在分配的兩端捕捉最極端的價格。”

　　他說，F(xiàn)CR市場可能是第一個飽和的市場，但儲能可以進入各種市場，資產運營商將能夠選擇他們的市場，無論是FCR、aFRR還是純電力市場。

　　澳大利亞

　　澳大利亞電網(wǎng)運營商AEMO希望連接更多儲能并參與輔助服務市場。但這是一個稀薄的市場，總計約800-820MW，包括600MW的頻率控制輔助服務(FCAS)，因此部署的儲能越多，價格就會被不斷蠶食。

　　根據(jù)CornwallInsight Australia的管理顧問Ben Cerini的說法，他說目前連接的電網(wǎng)的規(guī)模儲能容量約為580MW，預計到2030年將達到15GW（另外30GW將是分布式能源，包括屋頂光伏）。如今，儲能在FCAS服務中的市場份額約為25%。

　　他說，如今，澳大利亞電網(wǎng)規(guī)模儲能收入的80-90%來自FCAS服務，僅剩余10-20%來自電力交易。純商業(yè)模式的經濟可行性尚未得到證實，但機會正在增長，因此未來可能會發(fā)生變化。

　　“未來中午和晚高峰之間的差距將繼續(xù)增加，特別是隨著更多屋頂太陽能進入系統(tǒng)，”他說。

　　Cerini說，儲能在維持電網(wǎng)穩(wěn)定方面發(fā)揮關鍵作用的最大事件之一是兩年前的南澳大利亞孤島事件。

　　“所以有過幾次事故，但最好的例子之一是兩年前南澳大利亞被迫進入一個“孤島”，與電網(wǎng)的其余部分隔絕。當時該國的大部分儲能已部署在南澳大利亞，所有這些資源都被要求在17天內提供服務，以保持電網(wǎng)穩(wěn)定?！?/p>

　　挑戰(zhàn)與結論

　　除了儲能開發(fā)商和所有者在收入最大化方面面臨的各種挑戰(zhàn)外，電網(wǎng)和配電網(wǎng)絡運營商還面臨著能源存儲量不斷增長的問題。由于電池的獨特性，儲能資產和長期資源規(guī)劃的實時數(shù)據(jù)的可用性被強調為關鍵的技術挑戰(zhàn)。

　　很明顯，盡管我們在2021年看到了大量的部署，但儲能距離實現(xiàn)每個人都希望的——有一天能實現(xiàn)的可再生負載轉移，還有一段距離。

　　但正如所涵蓋的示例所示，它通過頻率響應作為備用電源的作用對于電網(wǎng)的運行仍然非常重要。我們看到的對頻率下降的即時響應，無論是技術故障還是極端天氣事件，都提供了儲能可以做什么的精彩、切實的例子。

　　隨著時間的推移，批發(fā)交易明顯會更多，這應該開始包括可再生負荷轉移，即使它目前處于相對早期的階段。隨著更多可再生能源的上線，我們將越來越多地看到儲能如何在未來幾年減少我們電力系統(tǒng)的碳排放。