一份最近公布的研究報(bào)告表明，隨著可變的可再生能源發(fā)電量新增，儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值將會(huì)新增，但是可再生能源的部署程度取決于未來儲(chǔ)能技術(shù)可用性和成本。

最近發(fā)表在《應(yīng)用能源》雜志上的這份研究報(bào)告是由麻省理工學(xué)院(MIT)和普林斯頓大學(xué)安德林格能源與環(huán)境中心(ACEE)的研究人員撰寫并發(fā)表的，得到了通用電氣(GE)公司贊助支持。

這項(xiàng)研究對電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了分析，試圖確定影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要驅(qū)動(dòng)因素：這種價(jià)值如何隨著儲(chǔ)能部署的新增而變化，以及對儲(chǔ)能長期成本效益的影響。

這份研究報(bào)告的重要作者之一、麻省理工學(xué)院能源倡議(MITEI)研究所科學(xué)家DharikMallapragada說，采用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以更好地利用電力系統(tǒng)資產(chǎn)，其中包括風(fēng)力發(fā)電場、太陽能發(fā)電場、天然氣發(fā)電廠以及輸電線路等，并可以推遲或消除對這些資本密集型能源資產(chǎn)的不必要投資。我們的研究表明，這種lsquo容量延遲rsquo或用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)代替發(fā)電設(shè)施或輸電容量，是儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值的重要來源。

該研究報(bào)告還指出了儲(chǔ)能系統(tǒng)的其他價(jià)值來源，其中包括其向電力系統(tǒng)運(yùn)營商供應(yīng)備用電源、消減燃料成本和天然氣發(fā)電廠運(yùn)行出現(xiàn)的損耗，以及將能源從低價(jià)期間轉(zhuǎn)移到高價(jià)值期間的能力。

但這篇論文也指出，與有助于防止資本密集型容量投資的儲(chǔ)能系統(tǒng)創(chuàng)造的價(jià)值相比，這些價(jià)值是次要的。

這項(xiàng)基于容量擴(kuò)展模型的研究旨在找到在假設(shè)的低碳電源系統(tǒng)中集成電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本最低的方法，并得出了四個(gè)關(guān)鍵結(jié)論：

首先，如上所述，隨著可變的可再生能源發(fā)電在電力供應(yīng)中所占份額的新增，儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也隨之不斷提高。

其次，由于針對同一電網(wǎng)服務(wù)的各種儲(chǔ)能資源之間的競爭，儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值隨著其普及率的新增而下降。

第三，隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)部署普及率的提高，其大部分經(jīng)濟(jì)價(jià)值被認(rèn)為與其取代投資可再生能源發(fā)電設(shè)施和天然氣發(fā)電設(shè)施以及容量輸送需求的能力有關(guān)。

最后，研究得出的結(jié)論是，假如不進(jìn)一步降低儲(chǔ)能系統(tǒng)部署成本，只有在可再生能源發(fā)電量占50%～60%的電網(wǎng)中，規(guī)模相對較小的短時(shí)間儲(chǔ)能系統(tǒng)才具有成本效益。

麻省理工學(xué)院能源推廣中心研究員JesseJenkins說，隨著部署越來越多的儲(chǔ)能系統(tǒng)，其附加的儲(chǔ)能價(jià)值穩(wěn)步下降。這造成了電池成本下降和儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值下降之間的競爭，我們的研究論文表明，假如電池儲(chǔ)能系統(tǒng)要在電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要用途，電池成本必須繼續(xù)下降。假如達(dá)到了未來的成本預(yù)測(4小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本降到150美元/kWh)，那么這種情況將更加有利于儲(chǔ)能系統(tǒng)被采用。

研究報(bào)告作者強(qiáng)調(diào)，他們的研究結(jié)果表明要改革電力市場結(jié)構(gòu)或合同慣例，以使儲(chǔ)能開發(fā)商能夠利用儲(chǔ)能系統(tǒng)替代發(fā)電和輸電能力的潛在價(jià)值實(shí)現(xiàn)貨幣化，研究人員將其描述為其經(jīng)濟(jì)可行性的核心組成部分。

Mallapragada說：實(shí)際上，很少有直接市場將儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)的容量替代價(jià)值實(shí)現(xiàn)貨幣化。這取決于他們的設(shè)計(jì)和市場規(guī)則，容量市場可能會(huì)也可能不會(huì)在峰值電力需求期間供應(yīng)電力的儲(chǔ)能系統(tǒng)供應(yīng)充分補(bǔ)償。他還強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)能開發(fā)商和公用事業(yè)公司能夠通過將儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的開發(fā)部署相結(jié)合來獲取容量替代價(jià)值的方式。

然而研究還表明，在某些情況下，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電成本的持續(xù)下降實(shí)際上可能對儲(chǔ)能價(jià)值出現(xiàn)負(fù)面影響，進(jìn)而要求降低儲(chǔ)能成本。

麻省理工學(xué)院的博士后研究員NestorSepulveda說：人們普遍認(rèn)為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是與風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽能發(fā)電設(shè)施是互補(bǔ)的。我們的研究結(jié)果表明這是一個(gè)事實(shí)，而在其他所有條件相同的情況下，更多的太陽能和風(fēng)能發(fā)電量將帶來更大儲(chǔ)能價(jià)值。考慮到風(fēng)能和太陽能的長期成本下降，我認(rèn)為這是儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)商的重要考慮因素。

研究還表明，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電力成本與儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值之間的關(guān)系很復(fù)雜。

Mallapragada說，由于儲(chǔ)能系統(tǒng)的大部分價(jià)值來自容量推遲，因此在開始這項(xiàng)研究時(shí)，我當(dāng)時(shí)認(rèn)為風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的成本越低，儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值就越低。但我們的研究表明，情況并非總是如此。在某些情況下，例如輸電容量延期的新增等其他因素提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體價(jià)值。

當(dāng)然，越來越多電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將與天然氣發(fā)電廠直接競爭，以期在電力需求峰值期間供應(yīng)必要和可靠的容量。然而研究人員發(fā)現(xiàn)，用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)取代天然氣發(fā)電設(shè)施并不是那么簡單。

研究人員發(fā)現(xiàn)，具體來說，部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)1MW裝機(jī)容量并不替代天然氣發(fā)電廠的1MW裝機(jī)容量。其原因是，與大多數(shù)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，天然氣發(fā)電廠運(yùn)行的時(shí)間更長。而電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)放電時(shí)間越長，它們的價(jià)值就越高，盡管有時(shí)附加值不足以補(bǔ)償新增的部署成本。

此外，研究表明，隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)試圖取代更多的天然氣發(fā)電設(shè)施，這種容量替代率實(shí)際上正在下降。

Jenkins解釋說：有些調(diào)峰天然氣發(fā)電廠每年可能運(yùn)行一到兩次，一次只運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)。但也有一些天然氣發(fā)電廠可能會(huì)持續(xù)運(yùn)行12到16個(gè)小時(shí)，這就要電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有更大的儲(chǔ)能容量才能可靠地替代天然氣發(fā)電設(shè)施。

研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)放電時(shí)間關(guān)于替換天然氣發(fā)電設(shè)施至關(guān)重要，但是持續(xù)放電時(shí)間更長的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)所帶來的額外成本可能會(huì)超過其新增的價(jià)值。

Mallapragada說：從電力系統(tǒng)脫碳的角度來看，這表明要成本更低的儲(chǔ)能技術(shù)，以便可以經(jīng)濟(jì)有效地部署更長的時(shí)間，以替代可調(diào)度的化石燃料發(fā)電設(shè)施。