鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:779次 | 2021年12月09日
電池儲(chǔ)能將占據(jù)天然氣發(fā)電廠峰值容量市場(chǎng)多少份額?
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)如此迅速地成為一種可行的高峰電力資源,以至于人們很難了解接下來會(huì)發(fā)生什么。
像加利福尼亞州和亞利桑那州的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)轉(zhuǎn)向使用電池儲(chǔ)能系統(tǒng),而不是采用傳統(tǒng)的天然氣發(fā)電廠來為用電高峰供應(yīng)靈活的電力。他們認(rèn)為這對(duì)遏制公用事業(yè)的重要成本動(dòng)因,并且開發(fā)更清潔、更高效的電網(wǎng)至關(guān)重要。
儲(chǔ)能行業(yè)認(rèn)為這一趨勢(shì)將會(huì)加速。盡管如此,電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并不能完成天然氣發(fā)電廠所能做的一切。假如做得不好,快速轉(zhuǎn)換到基于儲(chǔ)能的峰值功率系統(tǒng)可能會(huì)造成漏洞。只有很少的數(shù)據(jù)表明假如峰值電廠假如更加普遍地轉(zhuǎn)換成儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)發(fā)生什么。
與此同時(shí),人們可以參考GTMResearch公司儲(chǔ)能總監(jiān)RaviManghani最近的一份調(diào)查報(bào)告。他分析了天然氣發(fā)電廠的運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù),以估計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)可能取代的潛在峰值容量市場(chǎng)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)可以會(huì)超出人們的預(yù)料。它不能像天然氣發(fā)電廠那樣長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,但是現(xiàn)在市場(chǎng)上可用的持續(xù)時(shí)間可以應(yīng)對(duì)天然電發(fā)電廠的短時(shí)間峰值供電。儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本將持續(xù)下降將使其競(jìng)爭(zhēng)力日益增強(qiáng)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
假如這項(xiàng)研究失敗了,人們可以期待電力市場(chǎng)的轉(zhuǎn)變以及電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的可再生能源的采用情況程度。
它可以完成這項(xiàng)工作嗎?
與天然氣峰值電廠相比,儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)的時(shí)間較短。這是重要的差異,只要天然氣持續(xù)供應(yīng),就會(huì)持續(xù)出現(xiàn)峰值電力。但是在一定期限內(nèi),儲(chǔ)能系統(tǒng)可以安全供應(yīng)峰值容量。
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的放電速度比天然氣發(fā)電廠要快。它們運(yùn)行時(shí)不會(huì)有碳排放,因此儲(chǔ)能系統(tǒng)可以比天然氣廠更加密集的電力負(fù)載的應(yīng)用。
商業(yè)上可用的儲(chǔ)能技術(shù)能夠供應(yīng)足夠的峰值功率來有效替代天然氣發(fā)電廠嗎Manghani發(fā)現(xiàn),并非總是如此,但有關(guān)大量的案例來說,WoodMackenzie計(jì)算出在接下來的二十年中峰值發(fā)電廠平均容量系數(shù)將在6%-5%之間。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
然而,一年中的總時(shí)間與天然氣發(fā)電廠啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)行時(shí)間無關(guān)。為了分析這一點(diǎn),Manghani從四臺(tái)天然氣燃?xì)廨啓C(jī)中抽取了一年的運(yùn)行數(shù)據(jù):其中兩臺(tái)具有代表美國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)容量109千兆瓦特性的特點(diǎn),其中一臺(tái)位于風(fēng)力發(fā)電量較多的德克薩斯州,另一座位于太陽能發(fā)電量較多的加利福尼亞州。
例如,俄亥俄州的特洛伊能源廠在2017年啟動(dòng)了46次,平均每次啟動(dòng)供應(yīng)5.2小時(shí)的電力,但有8次啟動(dòng)時(shí)間超過8小時(shí),3次啟動(dòng)超過10小時(shí)。加利福尼亞的發(fā)電廠14次啟動(dòng)的每次持續(xù)時(shí)間超過8小時(shí),8次啟動(dòng)的持續(xù)時(shí)間超過10小時(shí)。
然后Manghani將這些操作模式與不同的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行比較,以確定它們是否能夠持續(xù)供應(yīng)這么長(zhǎng)的時(shí)間的電力。
毫不奇怪,當(dāng)今市場(chǎng)上常見的四小時(shí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的表現(xiàn)并不好,它們很難滿足2017年天然氣發(fā)電廠所遇到的大部分電力高峰,而將電池儲(chǔ)能規(guī)模擴(kuò)展到6小時(shí)、8小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)則表現(xiàn)更好。
準(zhǔn)確地說,2017年6小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)在可以滿足74%的峰值電力需求,8小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)達(dá)到90%,而10小時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)達(dá)到97%。
而這些只是一種歷史模擬,在實(shí)際使用中,電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商無法確切了解要多長(zhǎng)時(shí)間才能滿足他們的峰值需求。
但是這里的機(jī)會(huì)是驚人的:6小時(shí)和8小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)正在迅速進(jìn)入商業(yè)部署,這并不是建立在儲(chǔ)能系統(tǒng)更長(zhǎng)時(shí)間的突破上的任何假設(shè)。
這為峰值容量供應(yīng)了一個(gè)新的范例:儲(chǔ)能通常是不是頻繁發(fā)生的峰值角色。隨著電池儲(chǔ)能系統(tǒng)承擔(dān)更多的這一角色,電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可以維持那些電池儲(chǔ)能系統(tǒng)不能滿足的長(zhǎng)時(shí)間峰值的天然氣資源。與此同時(shí),需求方資源可以解決這些峰值需求,以減少實(shí)際要的發(fā)電量。
儲(chǔ)能占用多少業(yè)務(wù)?
運(yùn)營(yíng)的案例研究表明,在大多數(shù)情況下,采用適當(dāng)規(guī)模的電池儲(chǔ)能可以替代天然氣發(fā)電廠。
那么這個(gè)市場(chǎng)有多大,儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠占據(jù)多大的市場(chǎng)份額?
WoodMackenzie公司預(yù)測(cè),未來10年內(nèi)將要20吉瓦的電力容量,其中大部分將在未來10年的中后期推出。
假設(shè)新容量遵循與現(xiàn)有容量相似的運(yùn)行時(shí)間,那么可以預(yù)測(cè),4小時(shí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與平均運(yùn)行時(shí)間少于4小時(shí)的天然氣發(fā)電廠運(yùn)行時(shí)間相比更具成本效益。這相當(dāng)于6.4吉瓦,占未來10年峰值容量的32%,而這些大部分市場(chǎng)機(jī)會(huì)將出現(xiàn)在加利福尼亞州、德克薩斯州和亞利桑那州。
而GTMResearch公司預(yù)計(jì)美國(guó)2018年將在所有應(yīng)用中僅部署550兆瓦的儲(chǔ)能容量。
然而,在激進(jìn)的情況下,8小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上是可行的,并在未來10年內(nèi)將獲得電力容量的82%,即13.1吉瓦。
這對(duì)一切意味著什么?
這些是高層次的發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)實(shí)世界的推出中將會(huì)出現(xiàn)更多的混亂,儲(chǔ)能系統(tǒng)將不得不在市場(chǎng)上通過不同的規(guī)則和法規(guī)逐一進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。
在美國(guó)一些州,公用事業(yè)部門已經(jīng)將儲(chǔ)能評(píng)估為一種潛在的峰值資源,而在其他情況下,該技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中沒有意義。
很明顯,天然氣發(fā)電不再是滿足峰值容量的唯一的選擇。它將保持對(duì)運(yùn)行時(shí)間超過8小時(shí)峰值需求的主導(dǎo)地位,但短時(shí)間供應(yīng)峰值電力的天然氣發(fā)電廠肯定會(huì)面對(duì)一些新的競(jìng)爭(zhēng),這可能會(huì)影響峰值需求上升的前景。
數(shù)據(jù)還表明,未來幾年建設(shè)新的峰值發(fā)電廠的公用事業(yè)公司應(yīng)該審查電池儲(chǔ)能定價(jià)。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可能在這個(gè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)還沒有取得勝利,但它可能會(huì)接近。假如公用事業(yè)公司可以在峰值需求之外使用其他電網(wǎng)服務(wù)的儲(chǔ)能系統(tǒng),則在經(jīng)濟(jì)性方面應(yīng)該更加有利。