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美国储能新动向

国际新能源网  来源:储能100人  日期:2019-05-06
   激进的各州目标与841法令,美国储能正在掀起风暴。
 
  2015年10月,位于洛杉矶的阿利索峡谷(Aliso Canyon)天然气地下储气库发生了一起甲烷泄露事故,此后,加州方面花费了将近4个月的时间才控制储气库的泄漏。
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  除了相关的环境和健康问题外,监管机构还担心泄漏将影响该地区的电力供应。由于阿利索峡谷储气库库容的80%被用于发电调峰,因此在即将到来的夏天,当地可能将面临至少一周的停电。
 
  发生泄漏事故的阿利索大峡谷地下储气库。
 
  时任加州州长杰瑞·布朗为此签署了一份紧急指令。最终,南加州爱迪生公司临危受命,在紧急情况下,将储能项目加速上线。
 
  接下来的9个月里,60兆瓦的电池储能设施被选址、建造和运营。在公众担忧和电网不稳定之际,这些储能设施提供了宝贵的调峰资源。从那时起,电池技术的进步、相关行政和立法政策的支撑,以及联邦能源监管委员会(FERC)第841号法令的出台,共同将储能产业推动成为整个国家关注的焦点,并成为美国能源政策的支柱之一。
 
  根据美国能源信息署(EIA)2018年5月公布的《美国电池储能市场趋势》,截至到2017年12月底,整个美国大约有708MW/867MWh(规模大于1MW)的储能项目被投入使用,其中三分之二是在过去三年里投运。
 
  在已投运的项目中,大约90%的大型电池储能安装在区域传输组织(RTOs)和独立系统运营商(ISOs)覆盖的区域。事实上,大约40%的装机(占电池容量的31%)位于宾夕法尼亚州—新泽西州—马里兰州互联(PJM)地区,而另外18%的装机(占电池容量的44%)位于加州独立系统运营商(CAISO)地区。
 
  Ⅰ、存储技术的进步
 
  在过去的20年里,能源行业已经尝试了许多不同类型的储能技术。不过眼下第一次出现了市场的领跑者锂离子电池
 
  虽然镍基、钠基、铅酸和液流电池已在美国部署,但到2016年底,锂离子电池占美国所有大规模(大于1兆瓦)电储能项目的80%以上。
 
  通常锂电池设计为每年365次循环,每个循环4小时,寿命可达20-30年。从加利福尼亚储能设施的部署中可以看出,标准的20MW锂电储能设施可以提供80MWh的容量以满足高峰需求。
 
  过去几年最显著的变化之一是锂离子电池成本迅速下降:2010年至2017年间,锂离子电池价格下降了约80%,主要是受中国电动汽车需求的推动。2017年,锂电储能(包括逆变器和系统集成)的总建设成本约为每千瓦1300美元至1500美元(原文如此)。彭博新能源财经则预测,未来10年锂电储能总成本还将以每年6%左右的速度下降。
 
  Ⅱ、储能的优势
 
  储能最吸引人的地方在于它的多重作用。通常,储能在发电机组发电时可以充电,在连接到电网时又可以放电。除此之外,还可以根据需要减轻电网的负荷压力。总的来说,储能具有充放电和电网平衡能力,可以参与调频、调压、黑启动等服务。正如阿利索峡谷储气库泄漏所证明的那样,储能可以快速部署,从而在能源短缺、分布式发电并网、自然灾害或恶劣事故发生时,提供理想的解决方案。
 
  在可再生能源大发展的背景下,储能与太阳能、风能相比还具有其它优势。太阳能和风能经常受到波动输出及快速升降等影响,而储能对于电网来说则是稳定的,因为它通常具有较短的充放电周期,并且对波动的输出响应更友好。此外,储能可以解决“鸭型曲线”问题,通过增加非高峰需求和在高峰时期增加供应来减轻电力系统的压力。
 
  最后,在经济发展、人口变动和分布式能源需求增长等因素下,电力市场面临着很大的负荷不确定。储能的投入可以降低成本,避免工厂和项目过度建设,因为储能的设计可以满足确切的需求,并有助于降低预测误差的风险。
 
  Ⅲ、激进的国家目标
 
  美国能源政策制定者已经认识到储能的技术进步及其竞争优势,并反过来采取行政和立法措施来推动表前储能发展。美国前瞻性储能政策的领导者是加州,加州在2013年就通过了一项计划,要求所有的公用事业公司(IOUs)到2020年采购1325MW的储能。2017年,加州公用事业委员会又发布了第2868号法案,要求IOUs额外采购500MW的分布式储能。
 
  译注:美国一般采用表前(Front of the Meter,FTM)和表后(Behind the Meter,BTM)来对储能进行区分,对于上述定义有不同的表述。可以简单理解为表前主要是电网侧和发电侧,表后是工商业及居民储能。
 
  美国东海岸各州也不甘落后。2017年底,纽约州长安德鲁·科莫签署立法,鼓励纽约公共服务委员会制定政策,推动该州的储能发展。他提议纽约绿色银行投入2.6亿美元用于和储能相关的投资。2018年,纽约发布了一项部署计划,到2025年该州储能要达到1500MW。
 
  相应的浪潮也在其它各州扩散。2017年6月,马萨诸塞州能源部门宣布,将在2020年1月1日完成200MWh的配电储能项目。2018年,该州议会又推出一项新的清洁能源法案,其中包括了到2025年,要部署1766MW储能的目标。
 
  亚利桑那州拟议的激进计划是,到2030年,要完成3000MW的储能部署,这是美国最具侵略性的目标。而新泽西州同样大手笔,他们在2018年5月通过一项法案,要求在2021年达到600MW,到2030年完成2000MW的庞大储能建设。新泽西州是PJM区域中第一个宣布具体目标的州,预计会有更多的州在近期公布储能目标及阶段任务。
 
  Ⅳ、FERC841法令的影响
 
  随着全国各州制定积极的储能目标,电储能的在市场应用愈发扩展。但批评人士仍然发现,由于各地电力批发市场规定了许多繁琐的技术要求,联邦能源监管委员会(FERC)围绕储能的传统规则显得滞后于时代,并使投资商容易在财务上陷入困境。
 
  事实证明,以往FERC在阻止储能从多条能源流中赚取收入方面的限制,对投资商来说,是一个巨大的盈利阻碍。
 
  2018年2月,联邦能源监管委员会(FERC)发布了第841号法令,打破了这一状况。这项法令旨在消除储能资源参与容量、能量及辅助服务市场的障碍,促进储能资源的发展。这标志着美国能源政策发生了重大变化。
 
  具体而言,FERC841法令要求每个RTO和ISO(各个电力批发市场)修改其条款,以体现出电储能资源的技术特性,促进这些资源在RTO/ISO市场的参与度。
 
  基于此,各个RTO/ISO需要实现四个主要目标:
 
  1、打破壁垒,使储能供应商能够充分参与所有容量、能量和辅助服务市场;
 
  2、电网运营商必须能够调度储能资源,且储能资源能够以买方和卖方的身份按照批发市场的节点边际电价来结算;
 
  3、储能的物理属性和运行特性必须通过竞标指标或其他方式被考虑计入;
 
  4、规模大于100kW储能资源必须具备参与市场的法定资格(不过RTOs/ISOs可以设置一个更低的门槛)。
 
  在841法令公布之前,每个储能供应商都要按照零售价格而非批发价格支付充电费用。这个法令的出台,标志着美国联邦能源监管委员会首次明确,电储能资产与其它能源资产不同。因为它既可以为电网提供电力,也是电力市场的潜在买家。
 
  根据FERC第841号命令,每个电力批发市场要在法令公布之日起270天内提出合规备案,另外还有365天时间采取行动并实施条款修订。
 
  不过,841号法令也引起了广泛争论,从而导致正式实施日期有所延后。反对者认为,通过发布841号法令,FERC把促进储能市场发展的责任推给了RTOs/ ISOs。同时,FERC将“电存储资源”定义为所有类型的电存储技术,而不考虑“资源”是否连接至州电网或配电系统。一些公司对此定义表示质疑,认为存在越界管辖的可能。
 
  Ⅴ、标配
 
  在各种储能目标纷纷出台的背景下,我们希望看到各州能够利用联邦能源监管委员会(FERC)授予的自由裁量权,在电力项目的招标中,将储能纳入进来,作为标配进行配套开发。
 
  例如,亚利桑那州的SRP电力公司2018年早些时候在FERC 841号法令公布之前发布了一份100MW的可再生能源项目招标书,里面有一点声明提到,鼓励采用储能配套方案,但同时也需提供不配套储能的方案。从中可以看出,这份招标文件仅仅将储能视为项目里一个可分离的辅助部分,也并未承认储能的多重用途。
 
  一旦FERC841法令被正式实施,预计储能在相关电力开发的招标中,将被作为标配之一纳入进来。尽管法令因争议有所延误,但也会在2019年年底前陆续在各州开始实施。
 
  总的来说,2018年,对美国储能来说,是一个关键的时间节点。而随着841法令逐渐转入实施,届时在这份法令和各州雄伟的激励目标共同作用下,美国储能将掀起一个巨大的前进浪潮。
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