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研究表明提高输电容量是储能系统价值所在

发表日期:2020-09-10 11:34:20   浏览次数:1 次

大型电池储能系统的最大价值来自于替代天然气峰值发电厂,并避免建设过多的输电和发电基础设施。但是,麻省理工学院的研究人员发现,电池储能系统并不能替代所有的燃煤发电厂和天然气发电厂。从整体经济学的角度来看,部署一定份额的电池储能系统被认为具有成本效益。随着电池成本的下降,这一份额也在不断增加。


麻省理工学院的研究人员指出,西门子公司的子公司储能开发商Fluence公司提供的电网规模存储系统在某种程度上比运行天然气发电工厂还要便宜。


电网中的可再生能源发电量越多,电网侧储能系统的价值就越高。麻省理工学院(MIT)的研究人员已使用一种名为GenX的高时间分辨率容量扩展模型,可以确定将大规模储能系统部署到低碳电力系统中的最低成本方法。


麻省理工学院能源计划的主要作者和研究科学家Dharik Mallapragada及其同事在研究论文中发表了他们的研究结果,该论文已经发表在学术论文期刊《应用能源》上。


在这项研究中,麻省理工学院的这个研究团队试图确定储能系统可以利用的各种价值来源,以及与这些价值来源相关的各个经济动态。电池储能资产最重要的价值来源是随后的容量延迟。在电网运营商部署电池储能系统之后,可以避免建设成本高昂的输电线路或天然气发电厂。


Mallapragada说:“电池储能系统有助于更好地利用电力系统资产,其中包括风能和太阳能发电厂、天然气发电厂和输电线路,这可以推迟或消除对这些资本密集型资产的不必要投资。我们的研究论文表明,这种容量延迟,或用电池储能系统代替发电或输电容量,这是储能系统价值的主要来源。”


研究人员在分析了储能系统的整体价值之后得出了这个结论。具体来说,研究小组研究了美国东北部和德克萨斯州地区的两种电力系统。为此,有关可变可再生能源的负荷曲线和发电数据的信息是与实际数字一致的。


在两个电力系统中,储能系统的价值主要来自避免投资于额外的发电容量和输电基础设施。但是,这种效果是有限的,因为在一个电力系统中安装的储能资产越多,其价值就越低。毕竟,众多储能系统将在同一电网中竞争提供服务。


Mallapragada说:“在实践中,很少有直接市场可以将储能系统提供的容量替代价值实现货币化。根据容量的管理设计和市场规则,容量市场可能不会为储能系统在峰值负载期间提供的电力提供充分的补偿。”


研究发现,当电力系统包含约40%至60%的可变可再生能源时,储能系统价值会增加。锂离子电池的当前价格决定了具有成本效益的储能容量只能满足峰值电力需求的4%。行业预测表明,锂离子电池的成本可以降低到150美元/kWh。而在研究中建模的场景中,电池储能系统可以经济高效地满足峰值电力需求的16%。


报告的合著者之一,普林斯顿大学安德林格能源与环境中心的助理教授Jesse Jenkins解释说:“随着部署越来越多的储能系统,储能系统附加的价值也在稳步下降。这造成了电池成本下降和价值下降之间的竞争,我们的论文表明,如果要在电力系统中发挥重要作用,电池成本必须继续下降。”


电池储能系统将与天然气发电厂直接开展竞争。但部署的电池储能系统1MW装机容量并不替代天然气发电厂的1MW装机容量。其原因是,与大多数电池储能系统相比,天然气发电厂运行的时间更长。而电池储能系统的持续放电时间越长,它们的价值就越高,尽管有时附加值不足以补偿增加的部署成本。


Jenkins解释说:“被电池储能系统替代的天然气发电厂只能运行几个小时,每年运行一到两次。如果这座天然气发电厂可能会连续运行12到16个小时,这就需要为电池储能系统部署更多的电池才能可靠地提供电力。”


储能系统创造了附加价值,因为它使电网运营商能够减少或避免天然气等燃料成本。也可以使天然气厂运营商减少其天然气发电厂的启动次数。研究表明,这可以减少发电设备的磨损。同样,电池储能系统可以获得更多的价值。而减少或避免并网和发电基础设施的支出要比这些价值来源要高得多。


根据麻省理工学院的分析,即使风力发电和太阳能发电变得更便宜,这仍然适用。Mallapragada解释说,“由于储能系统的大部分价值来自容量延迟,在这项研究中,我预计风力发电和太阳能发电的价格越便宜,储能系统的价值就会越低,但我们的论文表明,情况并非总是如此。在某些情况下,例如输电容量延迟增加等其他影响储能价值的因素可能为储能系统带来更高的价值。”


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