近兩年來,野火對美國,尤其是西海岸地區的電力供應造成了很大的威脅,出于對野火造成的電力短缺的擔心,美國的儲能規模持續增長。去年,加利福尼亞州儲能系統售出量就已經超過了1萬臺。今年,加州部分地區的儲能項目許可申請比2018年翻了一倍多。
據加州儲能聯盟(California Energy Storage Alliance,簡稱CESA)統計,過去10年間,美國可再生能源占比得到了很大提高,發電部門的碳排放量下降了29%,煤炭在電力結構中的比重從45%下降到了23%。天然氣的占比增加了約三分之一,從24%增加到38%,風能和光伏發電量分別從幾乎為零增加到7.3%和1.8%。
隨著可再生能源的普及,水電、風能、光伏等能源的間歇性仍在阻礙其進一步發展,而儲能的崛起成為解決這一難題的方案。美國儲能協會(U.S. Energy Storage Association, 簡稱ESA)認為,無論宏觀政策或經濟因素如何變化,從化石燃料向可再生能源轉型都是大勢所趨,而儲能在未來將發揮越來越大的作用。
1.85億美元或“砸向”儲能
在8月份以來的停電危機中,有部分觀點認為電力危機是由于目前過多的可再生能源發電造成的。“一些頭條新聞和專家的引述錯誤地將斷電歸咎于光伏發電,”加州光儲協會(California Solar & Storage Association)執行董事Bernadette Del Chiaro說。相反,Del Chiaro認為,“如果不是電網上所有的光伏發電,周末的停電時間會更長、范圍更廣。我們需要的是更多的光伏發電與太陽能電池相結合,來覆蓋晚上的高峰負荷,而不是建造更多的化石燃料發電廠。”
自2001年電力危機以來,加州超過100萬個用戶安裝了共9吉瓦的光伏發電裝置。加州媒體The Desert Sun表示,如果沒有這些系統幫助降低下午3點(加州電力需求實際達到峰值的時間)的峰值需求,壓力會更大。
但CESA說,在加州,儲能只能提供少量的容量來滿足需求。根據美國加州電網運營商CAISO的統計,8月中旬大規模停電時,電力缺口在111兆瓦至4400兆瓦之間,而目前整個州僅有約200兆瓦的電網儲能(不包括抽水蓄能)。
根據密歇根大學的統計數據,2020年,美國的儲能裝機容量超過23.2吉瓦,而總裝機容量為1100吉瓦。全球儲能裝機容量總計為173.6吉瓦。
2020年,全球共有1355個儲能項目投入運營,40%正在運營的項目位于美國。加州以215個運營項目(4.2吉瓦)成為美國運營項目最多的州,其次是夏威夷、紐約和得克薩斯。
根據《美國復蘇和再投資法》,美國能源部可動用1.85億美元的資金,以支持16個容量超過530兆瓦的大型能源儲存項目。目前,儲能技術正在變得更加高效和經濟可行。一項研究發現,10年來,美國的能源儲存經濟價值高達2284億美元。
今年以來,美國各地尤其是加州接收到的儲能項目許可申請正在激增。在舊金山以北約80英里的Sonoma,據當地官員稱,今年上半年已經簽發了174份許可證,超過了2019年全年的161個。該地2018年發放了76份許可證,2017年則為47份。
目前,CAISO有超過216兆瓦正在運行的商業化儲能項目。如果所有項目如期完工,年底將達到923兆瓦,是2020年年初的6倍。CAISO首席執行官Steve Berderich說,要想在2045年前實現加州無碳電網的目標,就需要部署總容量15吉瓦的儲能系統。加州儲能聯盟稱,未來兩到三年內,加州將有大約1吉瓦的儲能投入使用。同時,弗吉尼亞州和內華達州宣布了總計3.4吉瓦的長期儲能目標。
今年七月,由Switch和Capital Dynamics公司發起的“吉瓦1號”(Gigawatt 1)項目破土動工。該項目將是全球最大的用戶側光儲項目,總投資13億美元,將建設555兆瓦的光伏電站和800兆瓦時的電池儲能系統。Switch執行副總裁Adam Kramer稱,該項目確保Switch的電力成本將保持在5美分/千瓦時的范圍內。
電池儲能“雄心”
通常,光伏和風力發電廠建在遠離人口中心的地方,需要通過遠距離輸電。而電池可以占用更少的土地,使它們能夠安裝在最需要它們的地方。
同時,由于鋰離子電池成本的下降,電池系統的成本在過去十年中大幅下降——2012年至2019年間下降了76%。
Capital Dynamics的董事總經理Benoit Allehaut說,該公司正在加州開發2吉瓦的獨立儲能設備,從2022年開始使用。“如果發生了火災導致停電,電池可以為需要的地方提供能源,而不受傳輸限制。”
七月底,特斯拉和PG&E最近在加州Moss Landing的一項創紀錄的鋰離子電池儲能系統已經破土動工,預計將于2021年第二季度開始運行。在高需求時期,該儲能系統將有能力以182.5兆瓦時的速率,可持續4個小時向電網輸送高達730兆瓦時的電力,而且經過升級后的系統可以達到1.1吉瓦時。特斯拉稱,這可以為舊金山的每個家庭供電6個小時。
而在加州圣迭戈,LS Power公司開發的Gateway儲能項目在九月份完成了建設,該項目容量為250兆瓦,是目前世界上最大的電池儲能項目。
根據2013年立法機關通過的加州儲能法案(AB 2514),要求公用事業公司在2024年前提供至少1325兆瓦的可運行儲能能力,其中PG&E的份額為580兆瓦。
PG&E高級副總裁Fong Wan表示,電池儲能在提高電網效率和可靠性、減少對化石燃料發電的依賴方面發揮著不可或缺的作用,可以給用戶帶來更低的總體成本。
PG&E表示,除了增加其公用事業規模的電池儲能,它還將繼續幫助用戶安裝住宅和其他用戶側儲能系統。該公司表示,截止7月份,超過1萬名客戶(大部分是居民)已經安裝了電池儲能裝置,總容量約為140兆瓦。
Guidehouse Insights的研究分析師Ricardo Rodriguez表示,今年,美國各企業預計將在2020年在該公司所在地或其附近安裝220兆瓦的儲能設備,儲能容量將在2029年前翻兩番。
抽水蓄能仍是最大來源
不過,電池并不是儲能的唯一選擇,抽水蓄能發電也是儲能的重要來源。一些州也在關注發展抽水蓄能的可能性。今年早些時候,加州公共事業委員會(California Public Utilities Commission)宣布,到2026年建設約1吉瓦的抽水蓄能或類似的長期儲能資源。
截至2018年,抽水蓄能水電約占美國商業儲能容量的95%,全國裝機容量約為21.6吉瓦。不過專家們說,要找到合適的抽水蓄能電站的位置是非常困難的,這些電站規模巨大,依賴于山區等特定的地理位置,而且開發時間可能長達10年。
同時,抽水蓄能的發展將需要大量的開支,尤其是在修建水庫和發電廠方面,“一旦開始遠距離輸電,成本會開始大幅上升,”美國儲能項目開發商Daybreak Power首席執行官 Jim Day說。不過他認為,盡管成本高昂,抽水蓄能電站仍然具有發展意義,因為它的使用壽命長,能夠提供幾十年的蓄水量。
2018年,美國能源部的一項研究發現,根據可再生能源發電量增長的模型,到本世紀中葉,美國水電裝機容量可能從2015年的101吉瓦增長到近150吉瓦,其中新增抽水蓄能容量為36吉瓦。分析認為,抽水蓄能具有內在靈活性及其提供所需運行儲備和提高電網可靠性的能力。
伍德麥肯茲儲能主管Daniel Finn-Foley說,抽水蓄能是目前正在使用的一種關鍵的技術,如果可以解決地理上的問題,將會有機會建造更多的抽水蓄能電站,因為這是一種大家都很了解的、有效的技術,可以儲存大量能源。
據加州儲能聯盟(California Energy Storage Alliance,簡稱CESA)統計,過去10年間,美國可再生能源占比得到了很大提高,發電部門的碳排放量下降了29%,煤炭在電力結構中的比重從45%下降到了23%。天然氣的占比增加了約三分之一,從24%增加到38%,風能和光伏發電量分別從幾乎為零增加到7.3%和1.8%。
隨著可再生能源的普及,水電、風能、光伏等能源的間歇性仍在阻礙其進一步發展,而儲能的崛起成為解決這一難題的方案。美國儲能協會(U.S. Energy Storage Association, 簡稱ESA)認為,無論宏觀政策或經濟因素如何變化,從化石燃料向可再生能源轉型都是大勢所趨,而儲能在未來將發揮越來越大的作用。
1.85億美元或“砸向”儲能
在8月份以來的停電危機中,有部分觀點認為電力危機是由于目前過多的可再生能源發電造成的。“一些頭條新聞和專家的引述錯誤地將斷電歸咎于光伏發電,”加州光儲協會(California Solar & Storage Association)執行董事Bernadette Del Chiaro說。相反,Del Chiaro認為,“如果不是電網上所有的光伏發電,周末的停電時間會更長、范圍更廣。我們需要的是更多的光伏發電與太陽能電池相結合,來覆蓋晚上的高峰負荷,而不是建造更多的化石燃料發電廠。”
自2001年電力危機以來,加州超過100萬個用戶安裝了共9吉瓦的光伏發電裝置。加州媒體The Desert Sun表示,如果沒有這些系統幫助降低下午3點(加州電力需求實際達到峰值的時間)的峰值需求,壓力會更大。
但CESA說,在加州,儲能只能提供少量的容量來滿足需求。根據美國加州電網運營商CAISO的統計,8月中旬大規模停電時,電力缺口在111兆瓦至4400兆瓦之間,而目前整個州僅有約200兆瓦的電網儲能(不包括抽水蓄能)。
根據密歇根大學的統計數據,2020年,美國的儲能裝機容量超過23.2吉瓦,而總裝機容量為1100吉瓦。全球儲能裝機容量總計為173.6吉瓦。
2020年,全球共有1355個儲能項目投入運營,40%正在運營的項目位于美國。加州以215個運營項目(4.2吉瓦)成為美國運營項目最多的州,其次是夏威夷、紐約和得克薩斯。
根據《美國復蘇和再投資法》,美國能源部可動用1.85億美元的資金,以支持16個容量超過530兆瓦的大型能源儲存項目。目前,儲能技術正在變得更加高效和經濟可行。一項研究發現,10年來,美國的能源儲存經濟價值高達2284億美元。
今年以來,美國各地尤其是加州接收到的儲能項目許可申請正在激增。在舊金山以北約80英里的Sonoma,據當地官員稱,今年上半年已經簽發了174份許可證,超過了2019年全年的161個。該地2018年發放了76份許可證,2017年則為47份。
目前,CAISO有超過216兆瓦正在運行的商業化儲能項目。如果所有項目如期完工,年底將達到923兆瓦,是2020年年初的6倍。CAISO首席執行官Steve Berderich說,要想在2045年前實現加州無碳電網的目標,就需要部署總容量15吉瓦的儲能系統。加州儲能聯盟稱,未來兩到三年內,加州將有大約1吉瓦的儲能投入使用。同時,弗吉尼亞州和內華達州宣布了總計3.4吉瓦的長期儲能目標。
今年七月,由Switch和Capital Dynamics公司發起的“吉瓦1號”(Gigawatt 1)項目破土動工。該項目將是全球最大的用戶側光儲項目,總投資13億美元,將建設555兆瓦的光伏電站和800兆瓦時的電池儲能系統。Switch執行副總裁Adam Kramer稱,該項目確保Switch的電力成本將保持在5美分/千瓦時的范圍內。
電池儲能“雄心”
通常,光伏和風力發電廠建在遠離人口中心的地方,需要通過遠距離輸電。而電池可以占用更少的土地,使它們能夠安裝在最需要它們的地方。
同時,由于鋰離子電池成本的下降,電池系統的成本在過去十年中大幅下降——2012年至2019年間下降了76%。
Capital Dynamics的董事總經理Benoit Allehaut說,該公司正在加州開發2吉瓦的獨立儲能設備,從2022年開始使用。“如果發生了火災導致停電,電池可以為需要的地方提供能源,而不受傳輸限制。”
七月底,特斯拉和PG&E最近在加州Moss Landing的一項創紀錄的鋰離子電池儲能系統已經破土動工,預計將于2021年第二季度開始運行。在高需求時期,該儲能系統將有能力以182.5兆瓦時的速率,可持續4個小時向電網輸送高達730兆瓦時的電力,而且經過升級后的系統可以達到1.1吉瓦時。特斯拉稱,這可以為舊金山的每個家庭供電6個小時。
而在加州圣迭戈,LS Power公司開發的Gateway儲能項目在九月份完成了建設,該項目容量為250兆瓦,是目前世界上最大的電池儲能項目。
根據2013年立法機關通過的加州儲能法案(AB 2514),要求公用事業公司在2024年前提供至少1325兆瓦的可運行儲能能力,其中PG&E的份額為580兆瓦。
PG&E高級副總裁Fong Wan表示,電池儲能在提高電網效率和可靠性、減少對化石燃料發電的依賴方面發揮著不可或缺的作用,可以給用戶帶來更低的總體成本。
PG&E表示,除了增加其公用事業規模的電池儲能,它還將繼續幫助用戶安裝住宅和其他用戶側儲能系統。該公司表示,截止7月份,超過1萬名客戶(大部分是居民)已經安裝了電池儲能裝置,總容量約為140兆瓦。
Guidehouse Insights的研究分析師Ricardo Rodriguez表示,今年,美國各企業預計將在2020年在該公司所在地或其附近安裝220兆瓦的儲能設備,儲能容量將在2029年前翻兩番。
抽水蓄能仍是最大來源
不過,電池并不是儲能的唯一選擇,抽水蓄能發電也是儲能的重要來源。一些州也在關注發展抽水蓄能的可能性。今年早些時候,加州公共事業委員會(California Public Utilities Commission)宣布,到2026年建設約1吉瓦的抽水蓄能或類似的長期儲能資源。
截至2018年,抽水蓄能水電約占美國商業儲能容量的95%,全國裝機容量約為21.6吉瓦。不過專家們說,要找到合適的抽水蓄能電站的位置是非常困難的,這些電站規模巨大,依賴于山區等特定的地理位置,而且開發時間可能長達10年。
同時,抽水蓄能的發展將需要大量的開支,尤其是在修建水庫和發電廠方面,“一旦開始遠距離輸電,成本會開始大幅上升,”美國儲能項目開發商Daybreak Power首席執行官 Jim Day說。不過他認為,盡管成本高昂,抽水蓄能電站仍然具有發展意義,因為它的使用壽命長,能夠提供幾十年的蓄水量。
2018年,美國能源部的一項研究發現,根據可再生能源發電量增長的模型,到本世紀中葉,美國水電裝機容量可能從2015年的101吉瓦增長到近150吉瓦,其中新增抽水蓄能容量為36吉瓦。分析認為,抽水蓄能具有內在靈活性及其提供所需運行儲備和提高電網可靠性的能力。
伍德麥肯茲儲能主管Daniel Finn-Foley說,抽水蓄能是目前正在使用的一種關鍵的技術,如果可以解決地理上的問題,將會有機會建造更多的抽水蓄能電站,因為這是一種大家都很了解的、有效的技術,可以儲存大量能源。