中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：一份最近發(fā)布的研究報(bào)告表明，隨著可變的可再生能源發(fā)電量增加，儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值將會(huì)增加，但是可再生能源的部署程度取決于未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)可用性和成本。
最近發(fā)表在《應(yīng)用能源》雜志上的這份研究報(bào)告是由麻省理工學(xué)院（MIT）和普林斯頓大學(xué)安德林格能源與環(huán)境中心（ACEE）的研究人員撰寫并發(fā)表的，得到了通用電氣（GE）公司贊助支持。
這項(xiàng)研究對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了分析，試圖確定影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要驅(qū)動(dòng)因素：這種價(jià)值如何隨著儲(chǔ)能部署的增加而變化，以及對(duì)儲(chǔ)能長(zhǎng)期成本效益的影響。
這份研究報(bào)告的主要作者之一、麻省理工學(xué)院能源倡議（MITEI）研究所科學(xué)家Dharik Mallapragada說(shuō)，“采用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以更好地利用電力系統(tǒng)資產(chǎn)，其中包括風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)、天然氣發(fā)電廠以及輸電線路等，并可以推遲或消除對(duì)這些資本密集型能源資產(chǎn)的不必要投資。我們的研究表明，這種‘容量延遲’或用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)代替發(fā)電設(shè)施或輸電容量，是儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值的主要來(lái)源?！?
該研究報(bào)告還指出了儲(chǔ)能系統(tǒng)的其他價(jià)值來(lái)源，其中包括其向電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商提供備用電源、消減燃料成本和天然氣發(fā)電廠運(yùn)行產(chǎn)生的損耗，以及將能源從低價(jià)期間轉(zhuǎn)移到高價(jià)值期間的能力。
但這篇論文也指出，與有助于避免資本密集型容量投資的儲(chǔ)能系統(tǒng)創(chuàng)造的價(jià)值相比，這些價(jià)值是次要的。
這項(xiàng)基于容量擴(kuò)展模型的研究旨在找到在假設(shè)的低碳電源系統(tǒng)中集成電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本最低的方法，并得出了四個(gè)關(guān)鍵結(jié)論：
首先，如上所述，隨著可變的可再生能源發(fā)電在電力供應(yīng)中所占份額的增加，儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也隨之不斷提高。
其次，由于針對(duì)同一電網(wǎng)服務(wù)的各種儲(chǔ)能資源之間的競(jìng)爭(zhēng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值隨著其普及率的增加而下降。
第三，隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)部署普及率的提高，其大部分經(jīng)濟(jì)價(jià)值被認(rèn)為與其取代投資可再生能源發(fā)電設(shè)施和天然氣發(fā)電設(shè)施以及容量輸送需求的能力有關(guān)。
最后，研究得出的結(jié)論是，如果不進(jìn)一步降低儲(chǔ)能系統(tǒng)部署成本，只有在可再生能源發(fā)電量占50%～60%的電網(wǎng)中，規(guī)模相對(duì)較小的短期儲(chǔ)能系統(tǒng)才具有成本效益。
麻省理工學(xué)院能源推廣中心研究員Jesse Jenkins說(shuō)，“隨著部署越來(lái)越多的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其附加的儲(chǔ)能價(jià)值穩(wěn)步下降。這造成了電池成本下降和儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值下降之間的競(jìng)爭(zhēng)，我們的研究論文表明，如果電池儲(chǔ)能系統(tǒng)要在電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，電池成本必須繼續(xù)下降。如果達(dá)到了未來(lái)的成本預(yù)測(cè)（4小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本降到150美元/kWh），那么這種情況將更有利于儲(chǔ)能系統(tǒng)被采用。”
研究報(bào)告作者強(qiáng)調(diào)，他們的研究結(jié)果表明需要改革電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)或合同慣例，以使儲(chǔ)能開發(fā)商能夠利用儲(chǔ)能系統(tǒng)替代發(fā)電和輸電能力的潛在價(jià)值實(shí)現(xiàn)貨幣化，研究人員將其描述為其經(jīng)濟(jì)可行性的核心組成部分。
Mallapragada說(shuō)：“實(shí)際上，很少有直接市場(chǎng)將儲(chǔ)能系統(tǒng)提供的容量替代價(jià)值實(shí)現(xiàn)貨幣化。這取決于他們的設(shè)計(jì)和市場(chǎng)規(guī)則，容量市場(chǎng)可能會(huì)也可能不會(huì)在峰值電力需求期間提供電力的儲(chǔ)能系統(tǒng)提供充分補(bǔ)償?！彼€強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)能開發(fā)商和公用事業(yè)公司能夠通過將儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的開發(fā)部署相結(jié)合來(lái)獲取容量替代價(jià)值的方式。
然而研究還表明，在某些情況下，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電成本的持續(xù)下降實(shí)際上可能對(duì)儲(chǔ)能價(jià)值產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)而要求降低儲(chǔ)能成本。
麻省理工學(xué)院的博士后研究員Nestor Sepulveda說(shuō)：“人們普遍認(rèn)為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是與風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施是互補(bǔ)的。我們的研究結(jié)果表明這是一個(gè)事實(shí)，而在其他所有條件相同的情況下，更多的太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電量將帶來(lái)更大儲(chǔ)能價(jià)值?？紤]到風(fēng)能和太陽(yáng)能的長(zhǎng)期成本下降，我認(rèn)為這是儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)商的重要考慮因素。”
研究還表明，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電力成本與儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值之間的關(guān)系很復(fù)雜。
Mallapragada說(shuō)，“由于儲(chǔ)能系統(tǒng)的大部分價(jià)值來(lái)自容量推遲，因此在開始這項(xiàng)研究時(shí)，我當(dāng)時(shí)認(rèn)為風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的成本越低，儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值就越低。但我們的研究表明，情況并非總是如此。在某些情況下，例如輸電容量延期的增加等其他因素提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體價(jià)值?！?
當(dāng)然，越來(lái)越多電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將與天然氣發(fā)電廠直接競(jìng)爭(zhēng)，以期在電力需求峰值期間提供必要和可靠的容量。然而研究人員發(fā)現(xiàn)，用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)取代天然氣發(fā)電設(shè)施并不是那么簡(jiǎn)單。
研究人員發(fā)現(xiàn)，具體來(lái)說(shuō)，部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)1MW裝機(jī)容量并不替代天然氣發(fā)電廠的1MW裝機(jī)容量。其原因是，與大多數(shù)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，天然氣發(fā)電廠運(yùn)行的時(shí)間更長(zhǎng)。而電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)放電時(shí)間越長(zhǎng)，它們的價(jià)值就越高，盡管有時(shí)附加值不足以補(bǔ)償增加的部署成本。
此外，研究表明，隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)試圖取代更多的天然氣發(fā)電設(shè)施，這種容量替代率實(shí)際上正在下降。
Jenkins解釋說(shuō)：“有些調(diào)峰天然氣發(fā)電廠每年可能運(yùn)行一到兩次，一次只運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)。但也有一些天然氣發(fā)電廠可能會(huì)連續(xù)運(yùn)行12到16個(gè)小時(shí)，這就需要電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有更大的儲(chǔ)能容量才能可靠地替代天然氣發(fā)電設(shè)施?！?
研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)放電時(shí)間對(duì)于替換天然氣發(fā)電設(shè)施至關(guān)重要，但是持續(xù)放電時(shí)間更長(zhǎng)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)所帶來(lái)的額外成本可能會(huì)超過其增加的價(jià)值。
Mallapragada說(shuō)：“從電力系統(tǒng)脫碳的角度來(lái)看，這表明需要成本更低的儲(chǔ)能技術(shù)，以便可以經(jīng)濟(jì)有效地部署更長(zhǎng)的時(shí)間，以替代可調(diào)度的化石燃料發(fā)電設(shè)施。”
