該怎么通過市場驅動加速儲能系統的部署？

2022-11-23 　來自: 王澤龍 182 1045 0914

　　

　　該怎么通過市場驅動加速儲能系統的部署?

　　可再生能源的不斷增長顯示了它們的任務和激勵措施。而客戶對可再生能源的需求并未放緩，因此需要部署更多的儲能系統以穩定電網的運行。

　　據估計，在現有政策的推動下，對儲能系統的需求將遠遠地超過當前可能實現的擴展計劃。許多人說，更多地利用有助于推動可再生能源增長的競爭性也可以加快儲能系統的部署。2018年11月，美國100多個城市擁有100%的可再生能源的目標和承諾。而承諾實現100%可再生能源目標的財富500強公司在2018年增加一倍以上，達到53個。為了將高水平的可變可再生能源可靠地整合到電網中，可能需要更多的儲能系統，盡管缺乏儲能激勵和授權，但基于市場的可能會促進儲能系統的采購。加利福尼亞州、紐約州和馬薩諸塞州等一些明顯的例外情況除外。根據美國環境保護基金會(EDF)的一項新研究，儲能系統適合經濟有效地滿足高水平可變可再生能源對電網可靠性的要求。這是因為它可以在電力價格較低時存儲多余的可再生能源，并按需發電。

　　美國信息技術與創新基金會(IITF)高級研究員DavidHart指出，儲能系統可以使整合可再生能源的“更容易、更快、更便宜”，因為可以平滑陰天或夜晚造成的可再生能源的電力中斷。

　　美國環境保護基金會(EDF)經濟與政策分析師兼論文合著者MaureenLackner表示，“為了讓美國獲得高水平的可再生能源，可能需要部署10,000GWh的電池儲能系統，這是一項昂貴的技術。”2018年12月WoodMackenzie儲能協會(ESA)的調查報告發現，截至2017年，美國的儲能裝機總容量只有500MWh.。

　　扭轉傳統結構

　　最近的可再生能源采購扭轉了單一賣方和多個買方的傳統結構。相反，一家公用事業公司從多個賣家招標。這些以市場為導向的采購項目旨在最大化競爭，長期以來被公用事業公司用來采購可再生能源。在最近的招標中，他們不僅出人意料地提供了低成本的可再生能源，而且還提供了低成本可再生能源發電和儲能產品。

　　Navigant公司能源總監LonHuber表示，“重要的是將不可知技術的競爭納入采購，以便為納稅人獲得最大利益。將所有投標放在公平的競爭環境中，定義公用事業需要的屬性，并向所有來源開放的請求證明有利于儲能行業。”

　　有人指出，競爭性招攬的早期成功可能是不可持續的。加利福尼亞大學伯克利分校經濟學教授MeredithFowlie表示，措施可能會引發競拍，迫使規模較小的供應商退出，從而導致減少市場競爭對手以降低價格。

　　但是亞利桑那州的圖森電力公司(TEP)、科羅拉多州的XCEL能源公司和夏威夷的夏威夷電力公司(HECO)的先發制人的行為令公用事業公司驚訝，他們無法拒絕提供的儲能服務。

　　“公用事業公司還不知道有什么機會，我們的招標邀請讓參與者向我們展示了這些機會。”ArrayTechnologies商業運營高級副總裁CarmineTilghman表示。Tilghman領導了TEP的設計，這是其第一個選擇具有成本競爭力的太陽能+儲能項目投標的。

　　節能減排

　　哥倫比亞大學地球研究中心的經濟學家GeoffreyHeal在2017年的論文寫道，到本世紀中葉，美國的溫室排放量將比2005年減少80%，而這是應對氣候變化所需的最低水平。這將需要數萬億美元的費用用于新一代的儲能系統和電力傳輸技術。Heal發表的調查報告指出，部署更多的儲能系統對于通過提高效率，減少對可再生能源的投資至關重要。

　　根據2018年12月WoodMackenzie儲能協會(ESA)的報告，盡管需要10000GWh的儲能容量才能達到2050年的目標，但預計到2023年，美國部署的儲能容量可能不到12GWh。

　　美國環境保護基金會(EDF)的調查報告的作者在博客中表示，彌補正在部署的儲能系統和所需的儲能系統之間的重大差異將需要創新的政策解決方案，基于市場的可以快速且經濟地提高儲能容量。

　　加州大學伯克利分校的Fowlie最近表示，全球至少有48個國家已經采用可再生能源的方式，還有27個國家正在認真考慮這個想法。

　　她補充說，一些人反對，因為他們支持像上網電價(FiTs)這樣的激勵措施。上網電價(FiTs)保證可再生能源的所有者和他們提供給電網的電力價格高于市場價格。但即使在德國，上網電價(FiTs)的太陽能發電量達到38GW，近期的也為公用事業規模的太陽能發電和海上風電創造了創紀錄的低價。

　　Fowlie表示，盡管存在對競標不足和驅逐較小競爭對手的擔憂，但這次正在加速，并降低采購成本。

　　美國環境保護基金會(EDF)的調查報告指出，為了獲得所需的儲能系統，必須設計成利用儲能系統提供一系列收入機會的能力，從可調度能源到能源套利。該設計還應吸引創新技術和保證及時交付新產能。

　　美國儲能增長的預測落后于預測的風能和太陽能部署

　　美國的早期

　　美國的機制已經開始展示增加儲能的潛力。根據加州公用事業委員會(CPUC)2018年的調查報告，加利福尼亞州的可再生機制(RAM)是美國早期的一次成功，導致2014年至2018年期間采購了裝機總容量為1,604MW的小型可再生能源項目。它允許投標人自行定價，并使用標準合同。

　　但加州公用事業委員會(CPUC)發言人TerrieProsper表示，可再生機制(RAM)最大限度地降低了賣方、買方和監管機構的交易成本，縮短了整個采購流程的時間表，盡管從僅限于價格的評標中取消了一些簡單性。

　　Navigant公司的Huber指出，“僅基于最低的電力價格選擇可再生能源，不會對儲能或沒有采取儲能的資源進行明確的比較，因為儲能具有多個價值流。但近幾年來，對太陽能+儲能的投標與只對太陽能發電設施的投標非常接近，以至于公用事業公司已經開始考慮儲能的系統價值，以證明其微薄的溢價是合理的。”

　　Tilghman表示，2017年圖森電力公司(TEP)的招標活動的太陽能+儲能項目的電力價格低于0.045美元/千瓦時，允許開發商投標可再生能源+儲能項目的可能會推出具有成本競爭力的報價。

　　他補充說，裝機容量為100MW太陽能發電的電力價格為0.027美元/千瓦時。30MW/120MWh儲能系統的電力價格為0.015美元/kWh，這是因為它用于替換高成本的天然氣發電廠，以滿足圖森電力公司(TEP)的季節性需求高峰。

　　Tilghman說：“儲能系統被認為成本過于昂貴，但我們認為是從市場上找到答案的時候了。這次招標的目的是為了吸引太陽能發電項目的投標，但它允許供應商提供兩個可選的投標方案，并提供額外的服務，如儲能系統。”

　　Tilghman表示，“為了進行比較，投標書必須包括電力價格。太陽能發電設施的電力價格估計為0.045美元，低于天然氣發電廠的電價。我們意識到這也會抵消燃油對沖、啟停和維護的成本，從而使價格實用和合理。”

　　Tilghman表示，圖森電力公司(TEP)采購的一個重要收獲是，招標應使投標商能夠靈活地為公用事業公司的資源組合提供新產品。另一個原因是公用事業公司應該根據這些儲能產品可以抵消的成本來評估其價值。

　　Colton公司規劃和技術高級副總裁ColtonChing表示，這兩個要素是夏威夷電力公司(HECO)在今年1月宣布采購的7個太陽能+儲能合同的關鍵，其中太陽能發電設施的裝機總容量為262MW，電池儲能系統的儲能容量為1,048MWh。6個太陽能+儲能合同的電力價格達到6美元/千瓦時至0.10美元/千瓦時，成為夏威夷最低的電力價格，第7個價格為0.12美元/千瓦時，低于夏威夷電力公司(HECO)的化石燃料的發電成本。

　　他說，“這項招標專注于可再生能源，但我們允許開發商競購儲能項目，增加儲能系統部署使項目成本更高，但成本的增加并不如選擇優化系統時能夠使用太陽能發電設施所增加的價值那么大。”

　　Navigant公司的Huber說：“如今的思維方式已經發生了變化。因此，人們認為太陽能發電設施不適合用于滿足高峰需求。而儲能系統改變了這一點，但它被認為成本高昂。而在部署之后將會改變這一點。”

　　突破性的

　　當競標價格創下歷史新低時，科羅拉多州公用事業廠商XcelEnergy公司2017年的招標活動震動了美國電力行業。根據XCEL公司于2018年6月6日提交給科羅拉多州監管機構的120天報告，其風力發電的投標價格為11美元/兆瓦時到18美元/兆瓦時不等，太陽能投標價格為23美元/兆瓦時到27美元/兆瓦時不等，太陽能+儲能的投標價格為30美元/兆瓦時到32美元/兆瓦時不等。

　　XCEL公司從400多個的投標中選擇了11個總裝機容量為2221兆瓦的項目。目前已獲科羅拉多州公共事業委員會批準，其中包括三個太陽能+儲能項目，太陽能發電設施的裝機總容量為560MW，電池儲能系統的容量為275MW/1,000MWh。

　　XcelEnergy公司高級資源規劃分析師KentScholl表示，科羅拉多州公用事業委員會的指導確保評估所有類型的資源，2017年征求建議書(RFP)包括可調度資源、可再生資源和半可調度資源。第三類包括任何其他具有儲能的間歇性資源。

　　Scholl說，“Xcel公司使用基于計算機的建模來確定每個提案對現有投資組合的價值。這些投標中最大的驚喜是，當電池儲能系統與太陽能發電設施配套運行時，其成本具有競爭力。”

　　Scholl預計，在下一次計劃于2020年進行的招標中，將有更多的儲能系統的部署空間，并計劃對其招標文件進行更詳細的說明。他說，“我們正在了解儲能系統的復雜性，下一個提案將更具體地說明我們對投標方的期望，因此他們不必猜測對我們公司有何價值。”

　　美國環境保護基金會(EDF)經濟和政策分析師、論文合著者SteveKoller表示，“這是一種可以提供更多儲能系統的招標方式。精心設計的招標方案可以滿足特定的系統需求和開發人員的需求。”

　　Fowlie對此表示認同。他說，“成功地將儲能系統納入招標中將在很大程度上取決于設計細節。”

　　更好的美國

　　美國環境保護基金會(EDF)的Lackner表示，“智能政策設計可以幫助推動儲能價格進一步低于目前的歷史低點，它還可以確保交付高質量的項目。”

　　他補充說，“為了吸引投標方，必須經過精確設計，以允許對儲能系統的多個收入流進行評估和使用。但我們仍在努力了解讓電池儲能系統在公平競爭環境下競標所需的設計標準。”

　　美國環境保護基金會(EDF)的論文表示，“一個關鍵的設計準則是競拍的開發商越多，競爭就越激烈。但容量應該受到限制，因為競購者通過降低出價來應對供應緊張。”

　　此外還發現，可再生能源的可以極大地受益于配套政策，如各州授權和美國聯邦稅收抵免。Lackner解釋說，“在更復雜的政策環境下，必須通過其他政策支持促進競爭性招標的政策。”

　　美國環境保護基金會(EDF)表示，另一個指導原則是必須仔細設計招標，以避免無意中偏向更大的供應商和更成熟的技術。“任何以市場為基礎的政策都應該為創新提供一些機會，因為現在具有成本效益的技術可能不會在5年或10年內實現。”Koller解釋道。

　　“在采購目標或要求中10%的削減可能有助于為不太成熟的技術和電池化學品創造市場。”他建議道。

　　最后，他警告說，“設計應該包括對沒有交付的開發商的處罰。競爭可以推動價格下跌，但糟糕的設計可能會引發競爭，可能會推出不切實際的競價價格。”

　　Array公司商業運營高級副總裁CarmineTilghman表示，“多年來，圖森電力公司(TEP)的許多創新產品都來自于為開發商提供足夠的靈活性，以便在他們的出價中保持創造性，同時保持在基本框架內。這就是公用事業公司采用儲能系統帶來的最大收益。”