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美國正在開發8個海上風電+儲能項目 總裝機量為1958MW

作者:劉伯洵 來源:中國儲能網 發布時間:2019-07-04 瀏覽:
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新英格蘭地區位于美國東北部,該地區的6個州開始制定各自海上風電部署目標,到2035年,該地區裝機總容量近18GW風電目標將投入使用。但是,這種間歇式發電方式將如何適應日益清潔能源組合?如何影響電力系統可靠性?以及該地區公用事業公司是否為進行更多的變革做好準備?人們對此仍然存在一些疑問。利益相關者表示,其答案這取決于海上風電和儲能系統的電力組合。

Navigant公司董事Lon Huber表示,“新英格蘭地區起初制定的目標達到可再生能源信用額度,無論發電情況、地點、間歇性是什么,但如今可再生能源滲透率變得過高。開發商需要獲得各種資源和價格信號來塑造他們產品,以處理每個地區的特定性。”

他表示,隨著新英格蘭地區電力系統采用更多可再生能源,儲能系統、分布式能源(DER)和其他負載均衡策略將至關重要。對于美國東北部地區面臨的冬季電力供應可靠性挑戰而言,海上風能和儲能系統部署可能是比太陽能+儲能項目更適合,而資源的多樣性至關重要。

美國公共電力和天然氣公司長島分公司(PSEG-LI)市場副總裁Paul Napoli說,“這些能源技術并沒有相互競爭,它們是互補的,并且將成為需求響應、負荷減少計劃、風電傳輸投資組合的一部分。投資組合的每部分都必須參與,這就是獲得成功的方式。”

海上風電+儲能的可靠性優勢

Huber表示,需要一種零排放資源組合以保持電力高可靠性。最初,過度采購可再生能源并在必要時進行削減,這可能是成本最低的解決方案。水力發電和抽水蓄能可以填補電力缺口,而太陽能+儲能項目成為一種補充措施。

他說,“如果可以將其產生的電能傳輸到電網的話,海上風電似乎是一個明顯的選擇,因為在適當的近海位置,它可以幫助滿足峰值需求。”

他補充說,正確的價格信號將使用成熟的能源技術,直接解決高峰需求,并應對非典型極端天氣事件。Huber表示,其中一個例子是馬薩諸塞州的清潔峰值標準(CPS),它將滿足峰值和負載需求。

Huber表示,到2030年,太陽能、陸上風電、海上風電、儲能系統將主導美國東北部地區可再生能源發展,而現有的化石燃料發電廠繼續在電力結構中發揮重要作用。

他說,“為了實現2050年無碳排放目標,需要逐步淘汰化石燃料發電設施,并且要求即使在極端氣候事件也不會影響可靠性。電力系統運營商需要了解可再生能源和其他技術如何發揮作用,并開始減小化石燃料發電的比例。”

美國儲能協會政策副總裁Jason Burwen對此表示認同,“電力可靠性不是能源之間進行選擇,而是在條件和限制之間進行選擇。”

Burwen說,“突破電力系統輸電到本地區域限制,需要新的輸電設施或本地可用資源,如果本地部署可再生能源發電設施,部署儲能系統可以提高可靠性。”

他表示,在沒有限制的地方,可以使用海上風電、陸上風電或太陽能設施,將它們與儲能系統配套部署,可以將可再生能源從可變電力資源轉換為可調度電力資源。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)研究科學家Andrew Mills表示,最近的研究表明,海上風電在美國東北海岸的電力可靠性明顯優于陸上風電,因為其發電特性更適合更高的負荷。

Mills表示,勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)即將發布的關于太陽能、儲能、太陽能+儲能可靠性研究報告揭示了長時儲能對電力可靠性的重要性。在新英格蘭地區,太陽能+儲能項目在冬季調峰系統的可靠性貢獻較低,而海上風電在冬季峰值需求時期的一致性為60%至75%,具有更高可靠性。

他表示,“研究還表明,增加儲能容量將會使需求高峰期變平并延長。當20%負載用電由儲能系統滿足時,可能需要10小時儲能時間才能獲得顯著可靠性。”

大西洋海岸海上風電開發經理Doug Copeland表示,紐約可能是美國東北部地區增加電力基礎設施最困難的地方,這使其成為最適合部署海上風電+儲能項目的地方。

他表示,在美國東北部海岸之外,海上風電和輸電設施是任何資源組合的基礎,而儲能系統具有重要的價值。他說,“隨著越來越多海上風電設施在新澤西州上線運營,儲能系統可以減輕其電力系統的需求。對于電力系統需求緊張的紐約市,儲能需求將會更快到來。”

一些對此關注的利益相關者已經制定了一些政策來刺激部署,并致力于擴大海上風電和儲能系統市場規模。

海上風電和儲能系統的興起

根據Lazard公司在2018年開展的調查,目前,海上風電的無補貼平準化發電成本(LCOE)為92美元/MWh,其投資成本為3,025美元/kW。相比之下,天然氣的平準化發電成本(LCOE)為41美元/MWh至74美元/MWh。

但根據全球風能理事會(GWEC)2019年4月的市場報告,歐洲和中國大力開發風力發電,使其電力價格在2018年分別降至61.56美元/MWh和51.48美元/MWh。

美國國家可再生能源實驗室(NREL)科學家Walt Musial表示,隨著開發規模不斷擴大,美國海上風電的價格可以與歐洲的價格相媲美。

這就是紐約州、新澤西州、馬薩諸塞州等地區設定了儲能系統和海上風電部署目標的原因,而馬里蘭州要求其可再生能源組合的一部分來自海上風電,并且對儲能系統提供30%的投資稅收抵免。康涅狄格州計劃開發裝機容量為2GW海上風電,而緬因州和特拉華州目前也制定了鼓勵海上風電建設政策。

根據各州的要求,公用事業公司和開發商也在參與項目開發。

紐約州公用事業廠商愛迪生聯合電氣(ED)公司資源規劃經理Aydemir Nehrozoglu表示,由于該州政府要求推動市場發展,該公司將在2020年12月前對300MW儲能設施進行招標。

該公司行業經理Michael Harrington補充說,推動市場規模化可以縮小儲能成本與當前可用收入和收益之間的差距。

如今,海上風電+儲能部署規模正在迅速擴大。根據一份2019年6月的行業白皮書,目前美國正在開發8個海上風電+儲能項目,這些儲能項目總裝機容量為1958MW。

Lazard公司在2018年11月的調查中指出,使用4小時鋰離子電池儲能系統的電網規模太陽能+儲能項目的無補貼平均成本為108美元/MWh至140美元/MWh,其投資成本為1,559美元/kW至2,162美元/kW。

Huber說, Lazard公司預測儲能系統成本將持續下降。預計到2022年,鋰離子儲能成本將下降28%,預計長時儲能的液流電池成本將下降38%至45%。

隨著大規模可再生能源的滲透率上升,開發商和公用事業公司尋求平衡的資源組合,價格下降將變得非常重要。

建立正確的投資組合

Nehrozoglu表示,無論儲能市場發生什么變化,強制要求海上風電部署目標也將有助于推動輸電系統升級。

他說,在20世紀70年代以前建設的天然氣發電廠為長島一些地區提供電力服務,但仍供應不足。此外,新建輸電設施和天然氣管道將面臨許多挑戰,由于存在660MW潛在電力需求,無法通過電池儲能系統滿足這些需求。

他說,“經濟高效的能源解決方案將是新能源和傳統能源的混合,一些由公用事業公司擁有和運營,一些由第三方擁有和運營。而最難的問題是投資組合到底是什么。”

公用事業廠商Eversource公司清潔能源主管Charlotte Ancel表示,為了解決這個問題,該公司已經與海上風電開發商Orsted公司建立了合作伙伴關系。

Ancel表示,Eversource 公司計劃部署一個25MW/38MWh電池儲能系統,預計可以使普羅溫斯敦和科德角社區停電率降低50%。在Martha葡萄園部署的另一個5MW/20MWh儲能設施可以滿足高峰需求,并取代五臺柴油發電機。

她說,“最終,電池儲能系統將直接與海上風電、大型水電站或太陽能設施配套部署。隨著Eversource公司的配電系統已經發展成為可以適應小型靈活資源(如電動汽車和智能恒溫器)的平臺,將提供巨大價值。”

美國公共電力和天然氣公司長島分公司(PSEG-LI)市場副總裁Paul Napoli說,美國海上風電開發商Deepwater Wind公司正在開發一個130MWSouthfork海上風電+儲能項目,該項目可以直接將電力供應到長島。該公司正在考慮采用新的輸電方式,建設分布式太陽能發電設施,并部署兩個裝機容量分別為5MW的電池儲能系統,并采用負荷管理程序。

Napoli說,“這種新的負載服務方式是圍繞許多情況和可能性,以及傳統能源和新能源的組合而建立的。為了實現政策目標,所有資源必須協同工作,而獲得成功需要團隊的共同努力。”

關鍵字:海上風電 儲能系統

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