在成本下降和性能改善的推動(dòng)下，可再生能源發(fā)電量增長(zhǎng)、電網(wǎng)現(xiàn)代化計(jì)劃、批發(fā)市場(chǎng)參與機(jī)會(huì)的改善、聯(lián)邦和地方政府的財(cái)政激勵(lì)和部署授權(quán)、逐步淘汰上網(wǎng)電價(jià)或凈計(jì)量、自給自足和更高的電網(wǎng)彈性的需求，這些措施和政策被證明對(duì)美國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)具有變革和激勵(lì)意義。

 

隨著進(jìn)入新的十年，問(wèn)題是儲(chǔ)能行業(yè)是否將能夠維持當(dāng)前的快速增長(zhǎng)之路。各種跡象表明將會(huì)實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，而電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能部署增長(zhǎng)是一個(gè)主要原因。

 

2020年及以后的儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展

 

美國(guó)電力和公用事業(yè)行業(yè)在2020年將有更多的機(jī)會(huì)率先實(shí)現(xiàn)向清潔能源的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。隨著地方政府、資本市場(chǎng)和其他利益相關(guān)者圍繞氣候變化進(jìn)行促進(jìn)，許多電力和公用事業(yè)公司正在制定自己的清潔能源目標(biāo)。

 

2019年，近50家美國(guó)電力公司致力于實(shí)現(xiàn)重要的碳減排目標(biāo)，其中包括杜克能源（Duke Energy）、Xcel Energy公司和亞利桑那州公共服務(wù)公司（APS）。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，這些公司將越來(lái)越多地依靠?jī)?chǔ)能系統(tǒng)來(lái)緩解批發(fā)市場(chǎng)的波動(dòng)，并為部署更多的可再生能源發(fā)電設(shè)施提供支持。

 

在短期內(nèi)，對(duì)多個(gè)公用事業(yè)綜合資源計(jì)劃（IRP）和獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（ISO）互連隊(duì)列的審查，凸顯了儲(chǔ)能部署的快速增長(zhǎng)。有利的政策正在推動(dòng)將電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施配套部署的趨勢(shì)。例如，在PJM公司的互連隊(duì)列中，裝機(jī)容量為398MW的電網(wǎng)規(guī)模太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目和裝機(jī)容量為699MW的電網(wǎng)規(guī)模獨(dú)立部署儲(chǔ)能系統(tǒng)有望在2020年并入電網(wǎng)。并在今后，還將部署裝機(jī)容量6,160MW的獨(dú)立部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)和9,881MW的電網(wǎng)規(guī)模太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目。此外，太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目占到加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(CASIO)互連隊(duì)列中所有容量的43％以上。

 

需要注意的是，并不是所有在獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（ISO）互連隊(duì)列中提議的項(xiàng)目都已部署，例如，在NE-ISO公司互連隊(duì)列中提議的儲(chǔ)能項(xiàng)目中將近70％已被撤回，但這些數(shù)據(jù)也為儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商提供了重要洞察力。電網(wǎng)規(guī)模太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目的一個(gè)主要應(yīng)用是提供峰值容量。盡管從歷史上看，化石燃料（主要是天然氣）一直是調(diào)峰電廠的主要選擇，但在美國(guó)，越來(lái)越多的案例表明，電網(wǎng)規(guī)模的可再生能源+儲(chǔ)能項(xiàng)目可以直接在價(jià)格方面與化石燃料調(diào)峰發(fā)電廠進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

 

例如，AES公司的子公司AES Distributed Energy公司在2019年初與考艾島公用事業(yè)合作社（KIUC）宣布，計(jì)劃在考阿島南岸部署的Lawa'i太陽(yáng)能和儲(chǔ)能項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)。該項(xiàng)目包括一個(gè)裝機(jī)容量為28MW的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施和一個(gè)100MWh的5小時(shí)持續(xù)放電時(shí)間的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。該項(xiàng)目將作為一個(gè)峰值發(fā)電廠，預(yù)計(jì)將提供考瓦島大約11％的電力，從而使該島超過(guò)50％的電力來(lái)自可再生能源。

 

這個(gè)電網(wǎng)規(guī)模的太陽(yáng)能+儲(chǔ)能系統(tǒng)的電力成本為0.11美元/kWh，其能源消耗顯著低于該島上的柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)營(yíng)成本，預(yù)計(jì)每年將減少370萬(wàn)加侖柴油的支出費(fèi)用。盡管該項(xiàng)目具有發(fā)展?jié)摿Γ诖蠖鄶?shù)地區(qū)，電網(wǎng)規(guī)模的太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目的市場(chǎng)參與模式尚未完全設(shè)計(jì)，從而限制了其在減少碳排放和成本方面的潛在貢獻(xiàn)。幸運(yùn)的是，獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（ISO在美國(guó)各地都在努力解決這個(gè)障礙。

 

紐約獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（NYISO）啟動(dòng)混合儲(chǔ)能市場(chǎng)參與項(xiàng)目

 

2020年初，紐約獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（NYISO）開(kāi)始設(shè)計(jì)一種模式，允許大型電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電設(shè)施一起參與其市場(chǎng)。混合儲(chǔ)能模型項(xiàng)目將評(píng)估允許共址部署的能源采用單一調(diào)度計(jì)劃的可行性。盡管紐約獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（NYISO）認(rèn)為，能源開(kāi)發(fā)商越來(lái)越多地將可再生能源發(fā)電設(shè)施與儲(chǔ)能系統(tǒng)配套運(yùn)營(yíng)，但其市場(chǎng)規(guī)則并未包括此類(lèi)系統(tǒng)的參與模式。

 

當(dāng)前需要共址部署可再生能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)分別進(jìn)行計(jì)量。盡管尚未最終確定，但市場(chǎng)設(shè)計(jì)可能會(huì)是多方面的，有些方面的設(shè)計(jì)實(shí)施得更快。這些要素包括參與紐約獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（NYISO）的能源、輔助和容量市場(chǎng)、解決過(guò)程、互連、規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)建模，以及計(jì)量要求。

 

前進(jìn)的道路

 

推動(dòng)美國(guó)電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能市場(chǎng)增長(zhǎng)的大型太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)不會(huì)很快改變。業(yè)內(nèi)的利益相關(guān)者必須認(rèn)識(shí)到這一趨勢(shì)，并為提供相應(yīng)的產(chǎn)品做好準(zhǔn)備。

 

儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)商應(yīng)設(shè)計(jì)其產(chǎn)品，以與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施無(wú)縫集成，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施通常與直流耦合架構(gòu)相連，以實(shí)現(xiàn)最大效率。儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商應(yīng)盡早與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施提供商合作，以評(píng)估為現(xiàn)有或新計(jì)劃的項(xiàng)目增加儲(chǔ)能系統(tǒng)的潛力。

 

公用事業(yè)公司應(yīng)通過(guò)持續(xù)開(kāi)發(fā)集成資源計(jì)劃框架來(lái)引導(dǎo)能源廠商投資和建設(shè)，這些框架應(yīng)該反映準(zhǔn)確的技術(shù)成本和資源運(yùn)行特征，以了解各種電網(wǎng)服務(wù)的運(yùn)行情況。