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| 風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電與電池儲能系統(tǒng)如何混合部署？ |
| （時間:2019-12-17 10:27:09） |
市場競爭是技術(shù)創(chuàng)新的催化劑。憑借數(shù)十年來用于便攜式電子產(chǎn)品的技術(shù)和應(yīng)用實踐，越來越多地用于電動汽車和公共汽車。而鋰離子電池的價格穩(wěn)步下降，也為電池儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用鋪平了道路。
早期推出的儲能系統(tǒng)規(guī)模相對較小。隨著電池價格的下降，它們的體積和容量都有所增長，并開辟了新的市場�，F(xiàn)在一些電池儲能系統(tǒng)能夠在更長的時間管理和應(yīng)對風(fēng)能和太陽能的間歇性。如今，容量更大的儲能系統(tǒng)正在規(guī)劃和開發(fā)中，但其進(jìn)展仍取決于電池成本。
作為全球最大的風(fēng)力渦輪機(jī)制造商Vestas Wind Systems公司的全資能源分析子公司，Utopus Insights公司的科學(xué)家研究了將風(fēng)力發(fā)電+儲能系統(tǒng)或太陽能發(fā)電+儲能系統(tǒng)相結(jié)合的混合能源的特性。盡管行業(yè)人士幾乎只專注于將太陽發(fā)電設(shè)施能與電池儲能系統(tǒng)的配套部署，但令人驚訝的是，風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與儲能系統(tǒng)配套部署具有獨特的優(yōu)勢。在大多數(shù)情況下，風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與儲能系統(tǒng)使用的時間多于太陽能+儲能項目。
這個研究結(jié)果是有意義的。電力需求峰值期間通常在日落時開始，而風(fēng)可能會繼續(xù)吹。因此，太陽能發(fā)電需要更多的“提升和轉(zhuǎn)移”，因為在峰值期間必須通過電池儲能系統(tǒng)提供更多的電能。
重要的是，將風(fēng)能和太陽能結(jié)合使用可以進(jìn)一步提高滿足峰值需求的容量。由于這兩種可再生能源可以在發(fā)電時間上相互補(bǔ)充，因此提高了供電可靠性。
正如選擇股票和債券的組合可能會減少金融投資的波動性一樣，使可再生能源發(fā)電形式多樣化，并將其與適當(dāng)?shù)碾姵貎δ芟到y(tǒng)配套部署，是確保在峰值期間提供足夠能源的好方法。當(dāng)然，風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽能發(fā)電設(shè)施的最佳混合取決于當(dāng)?shù)氐臍夂蚝头逯惦娏π枨蟆?
Utopus Insights公司正在開發(fā)的發(fā)電量預(yù)測和儲能優(yōu)化技術(shù)，對于使這種混合部署可再生能源發(fā)電設(shè)施實現(xiàn)其最大價值至關(guān)重要�；旌喜渴鹂稍偕茉窗l(fā)電設(shè)施可以在需求峰值期間可靠地供電，從而無需使用成本高昂的調(diào)峰天然氣發(fā)電設(shè)施。這將是淘汰化石能源發(fā)電的開端。
實施能源轉(zhuǎn)型的時間表與電池成本下降的速度直接相關(guān)。自2010年以來，彭博新能源財經(jīng)跟蹤調(diào)查的電動汽車電池成本以每年約20％的速度下降。盡管大多數(shù)觀察家預(yù)測，這種迅速下降勢必很快就會放緩，但Utopus Insights公司研究人員認(rèn)為，電池繼續(xù)快速降低成本的條件已經(jīng)具備。
研究人員已經(jīng)評估了鋰離子電池各種應(yīng)用的累積生產(chǎn)量與成本（經(jīng)驗曲線）的可用數(shù)據(jù)。便攜式電子產(chǎn)品電池的學(xué)習(xí)率很高（學(xué)習(xí)率是每增加一倍生產(chǎn)量導(dǎo)致成本降低的百分比）約為30％。
其調(diào)查數(shù)據(jù)可以追溯到上世紀(jì)90年代中期。調(diào)查表明，電動汽車的電池和電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)的學(xué)習(xí)率要低得多，約為18％至20％。但是，隨著生產(chǎn)量的增加，這些學(xué)習(xí)率已與理想的約30％的學(xué)習(xí)率趨于一致。
實際上，目前電動汽車電池在全球所有鋰離子電池的年度需求中占主導(dǎo)地位，許多分析師認(rèn)為，這將導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)模儲能系統(tǒng)的電池價格下降。如果對學(xué)習(xí)率的分析是正確的，并且在電動汽車市場蓬勃發(fā)展和日益激烈的競爭推動了電池生產(chǎn)量的增長，預(yù)計未來幾年電池成本將以每年約20%的復(fù)合率持續(xù)下降。
電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)將受益于相關(guān)產(chǎn)品成本降低和電池技術(shù)的改進(jìn)。較低的成本將使電池儲能系統(tǒng)在供電網(wǎng)絡(luò)中無處不在，尤其是在發(fā)電廠。
為什么風(fēng)力發(fā)電+儲能項目較少部署？
為什么很多能源廠商通常部署太陽能+儲能項目，卻很少部署風(fēng)力發(fā)電+儲能項目？
人們擔(dān)心，由于全球許多國家和地區(qū)的政府部門提供可再生能源投資的激勵措施，通常在電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)出現(xiàn)之前就已經(jīng)提供，可能會對這一不斷增長的市場造成不利影響。例如在美國，太陽能的投資稅收抵免（ITC）優(yōu)惠將電池儲能系統(tǒng)納入在內(nèi)，而風(fēng)力發(fā)電的生產(chǎn)稅收抵免（PTC）則不包括在內(nèi)。
此外，投資稅收抵免（ITC）將在2022年之前可以降低儲能項目成本的10％，然后一直保持在這一水平，而生產(chǎn)稅收抵免（PTC）則于2020年到期。最近，以美國風(fēng)能協(xié)會為代表的美國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)一直在倡導(dǎo)將風(fēng)力發(fā)電納入投資稅收抵免（ITC）政策中，尋求在風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電在激勵方式上實現(xiàn)更多平等。
在全球范圍內(nèi)，需要確保補(bǔ)貼和信貸不會對儲能部署造成不利影響或阻礙；他們應(yīng)該鼓勵對儲能應(yīng)用方面的投資，但并確定具體技術(shù)或設(shè)計。能源廠商還必須認(rèn)真考慮相關(guān)法規(guī)。例如在許多市場中，儲能系統(tǒng)被歸類為發(fā)電設(shè)施，以阻止輸電和配電運營商在電力系統(tǒng)中擁有或運營儲能資產(chǎn)。
政策制定者、立法者和監(jiān)管者可以通過重新考慮市場設(shè)計和投資激勵措施來促進(jìn)這些可喜的變化，以鼓勵整合新的儲能技術(shù)，并讓市場力量確立其真正價值。
隨著清潔能源轉(zhuǎn)型的好處越來越明顯，業(yè)界人士呼吁探索更大的政策變化。例如，這些措施可能包括分階段取消對化石燃料的補(bǔ)貼，逐步提高碳稅價格，以及增加用于擴(kuò)展或補(bǔ)充鋰離子電池功能的儲能技術(shù)的研究資金。
清潔能源開始取代化石燃料為電網(wǎng)供電，價格越來越低的鋰離子電池正在加速這一趨勢，將太陽能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為可靠的能源。事實上，電池儲能系統(tǒng)可以儲存任何來源的電能，并在電網(wǎng)中斷或峰值期間釋放電能。它們可以減少輸電線路的擁塞。此外，還提供輔助服務(wù)，以提高電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和可靠性。這些多重利益可以實現(xiàn)貨幣化和組合，從而增加投資的吸引力。
這些發(fā)展預(yù)示著強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)力量將推動即將到來的能源轉(zhuǎn)型。鑒于對電池成本持續(xù)快速下降的預(yù)測，未來幾年將取得顯著進(jìn)展。新的風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電設(shè)施將更多地與電池儲能系統(tǒng)配套，并加快淘汰或改造傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電廠。
工業(yè)規(guī)劃者和管理者應(yīng)預(yù)見到電力的生產(chǎn)和分配將會發(fā)生快速變化，并且目前仍依賴化石燃料發(fā)電的運輸、供熱、工業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域的電氣化進(jìn)程將更加迅速。而主要依靠太陽能和風(fēng)能的能源部門，將朝著擁有更豐富和可持續(xù)的清潔能源邁出一大步，從而滿足緊迫的環(huán)境要求。
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