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储能使电网平价成为可能

2014-08-26 12:45:33 澳大利亚太阳能委员会官网
  近年来,光伏发电正以惊人的速度普及,但无论是对于用户,还是对于电网公司,光伏发电装置的长远价值都与电能的储存能力息息相关。不管是最新的发电技术还是现有的电网装置,很显然电能存储既是致命弱点也是成功的关键。这指明了电能存储有两个需要解决的关键问题,首先是什么样的技术能将储能成本降到最低,其次是这些技术会给用户和电网公司带来多少价值。

在考虑这两个问题之前,首先应对能源储存存在的必要性进行探讨,特别是在全球光伏发电市场通过近10年的发展,已经达到每年新增100吉瓦的发电市场。其次还要考虑技术成本和价值对比等问题。

储能应看重价值而非成本

HIS能源信息咨询公司高级研究员AshSharma认为能源储存有多个用途。

首先是用户的自发自用。虽然光伏发电很难持续满足用户用电需求,但在有些情况下,上网电价可能比市场电价还要低。这就吸引着家庭用户尽可能地使用自家屋顶上太阳能电池板所发的电量,而此时存储装置就帮助了用户来自发自用。

其次在商业能源结构中,存储装置除了经常用于躲避用电需求峰值外,还可以作为后备电源。电能储存不仅是发电管理机构的必需品,在帮助控制电压和电量输出功率斜坡问题上体现的价值也是不可替代的。例如波多黎各的2兆瓦光伏装机就是因法规要求而安装上储存设备。而在像澳大利亚、德国、以及洛杉矶的郊外这些地方,电能存储装置都可以在电网无法有任何改善的情况下,更进一步平衡和加强电网结构。

当然,没有储存装置的可再生能源发电系统一般输出的电量是非常不稳定的,而任何脱离电网的设施为获得稳定的电力来源都必须具备存储装置,由此建设存储装置也同样成为目前最大的商机。然而,目前最大的问题就是成本。Sharma表示,现在给光伏发电设备添加储能装备,实际上是降低了投资回报(即使德国光伏发电内部回报率达到7%)。随着储能装备成本的降低,以及新的反映投资价值的激励政策的出台,光伏发电投资回报率也会发生很大的变化。一些专家认为光伏发电内部回报率会因这些激励政策而翻倍。Sharma认为能源存储目前最主要的问题就是它没有大量的产品,导致市场不成熟。据全球能源信息公司IHS预测,当存储设备市场规模扩大时,伴随着新的电池技术的推出和电动汽车的普及,储能设备的成本将在未来几年降低至少40%。

美国能源部先进能源研究计划署(ARPA-E)技术总监MarkJohnson认为,只有在安装储能装置的成本只增加电力成本2.5美分每千瓦时的情况下,储能装置的成效才能真正被显现出来。为了达到这个目标,MarkJohnson认为储能装置的成本大约要降到100美分/千瓦时 (是目前最先进技术下的储能装置成本的四分之一),ARPA-E目前正在寻找能将成本降低十倍的技术。值得注意的是,特斯拉公司日前表示最新的   “giagawatt”电池工厂将会投产,到2017年电池存储成本将只有150美分 /千瓦时。

加州储能产业联盟(CESA)执行董事长JaniceLi表示,储能将会是整个电力系统游戏规则的改变者,但其关键点并非在成本问题上,而体现在电网的价值上,全面、深度的可再生能源应用方案是创造最大价值的唯一办法。“储能要比我们现在实施的所有办法产生的成本效益都要高的多,它不仅仅是关注成本问题,而是在不断创造更多的价值!”JaniceLi说道。Janice想说的是整个能源市场的重构,并不会因类似只有化石能源才会对能源需求变化有所回应。实际上在美国,储能对能源市场需求变化的回应要迅速的多且准确的多。“假如你回应的越是迅速,你获得的回报会越多。这就是储能的价值定位。”JaniceLi说道。

“随着全球能源系统的转型,我们能够清楚地看到风能和太阳能将会成为这个新系统的两大支柱”,德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所 (FraunhoferSolarInstitute)主席EickeWeber教授说道,“而为了达到这个目标,我们需要在储能方面做很多努力。

该领域将会迅速发展,其成本大幅下降的一天也会在不久的将来实现。”

脱离电网实现电网平价

近期由美国洛基山研究所和可再生能源公司CohnReznick发布的一份名为《电网缺陷经济学》的报告,其中首次详细分析了使用与太阳能结合的储能技术的  电网所存在的“缺陷”。该报告通过在美国五个不同地区,分析出四个不同的场景:加速成本下降的技术进步分别对一些较保守和积极的案例的影响;提高能效和加强需求侧管理;将降低成本的科技与能效、需求侧管理相结合。报告的结果令人吃惊。报告显示,虽然提高能效和加强需求侧管理能够降低能源需求系统的规模,但科技的进步能够降低该系统的成本,这将大大加快了电网平价时代的到来。

这个结果表明,带有储能的光伏平价上网已经存在,并会快速普及到用户家中。事实上,在夏威夷,商业用户已经采用电网平价政策,且到2022年,将会普及到整个普通用户家庭中去。预计在10年内,光伏储能的电网平价政策将被用到纽约、加州以及美国很多地方,届时美国上百万普通家庭和商业用户都可以享受该政策。那时,在纽约或者洛杉矶将会有大量的家庭用户脱离电网。那些追求稳定和低碳电力的用户,会更早选择使用上网平价政策,他们会安装小型离网光伏储能系统来降低用电需求和提供用电备份,以及获得其他好处。

对整个电网系统而言,电网平价无论是从经济角度还是从管理角度都将是个重大挑战。据该报告预计,30年后,整个电网平价时代将完全到来。而利用售电来收回建设投资成本的旧电力运营模式将会成为过去时。

电力系统必须要重新思考目前的经济模式来留住用户和获得额外收益。




责任编辑: 李颖

标签: 储能 电网

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