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為了推動(dòng)能源項(xiàng)目的發(fā)展，很多企業(yè)正在采用風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)，提高效率，降低電力成本。
行業(yè)專家在2019年美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)的Windpower會(huì)議上指出，雖然美國(guó)在能源混合項(xiàng)目和儲(chǔ)能系統(tǒng)方面尚未全面部署，但美國(guó)可再生能源行業(yè)正面臨著互聯(lián)互通、調(diào)度、補(bǔ)償?shù)忍魬?zhàn)和障礙。
這次會(huì)議舉辦了多個(gè)研討會(huì)，討論這些可再生能源混合項(xiàng)目的試點(diǎn)和機(jī)遇。而根據(jù)可再生能源集團(tuán)之間達(dá)成的資源伙伴關(guān)系，明年的會(huì)議將更名為“清潔能源2020”。
InterTran Energy咨詢負(fù)責(zé)人Rhonda Peters說(shuō)，“能源混合項(xiàng)目就像正在醞釀的風(fēng)暴一樣，雖然尚未來(lái)臨，但卻是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。”
研究表明，在資源強(qiáng)度等特征互補(bǔ)的情況下，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目共址部署具有一定的理論價(jià)值。美國(guó)和其他國(guó)家的試點(diǎn)項(xiàng)目驗(yàn)證了這項(xiàng)研究。俄勒岡州和亞利桑那州已簽訂了電網(wǎng)規(guī)模能源混合項(xiàng)目的電力購(gòu)買協(xié)議（PPA）。但在克服監(jiān)管和政策障礙之前，這一概念可能并不會(huì)成為市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)。
能源混合項(xiàng)目理論上可行
Peters表示，混合能源項(xiàng)目被定義為兩個(gè)或多個(gè)共享互連點(diǎn)的能量來(lái)源，并被“作為一個(gè)單一的發(fā)電實(shí)體”進(jìn)行調(diào)度。在理論上，這些項(xiàng)目可以允許可再生能源參與容量市場(chǎng)，并在峰值需求期間儲(chǔ)能系統(tǒng)的電力，否則需要天然氣調(diào)峰發(fā)電廠進(jìn)行調(diào)峰。
萊斯大學(xué)土木與環(huán)境工程副教授Daniel Cohan表示，“風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施是新一代發(fā)電設(shè)施中成本最低的兩種選擇，但它們的發(fā)電是間歇變化的，而且并不總是在電網(wǎng)最需要時(shí)發(fā)電。”
Cohan對(duì)于德克薩斯電網(wǎng)的研究顯示，夜間發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和日間發(fā)電的太陽(yáng)能可以消除其中一些限制。
他說(shuō)，位于同一個(gè)變電站或附近的風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電共址部署項(xiàng)目在技術(shù)上也是可行的，并且具有經(jīng)濟(jì)可行性。但這些地點(diǎn)需要足夠的風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電資源、合適的土地以及可用的輸電能力，這三個(gè)條件很難同時(shí)具備。
他表示，在德克薩斯州和愛(ài)荷華州等風(fēng)力發(fā)電量較大的地方添加成本更低的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施是有道理的，因?yàn)榘滋炜赡苄枰?yáng)能發(fā)電設(shè)施的輸電能力。
風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)在這些地方部署也可能具有經(jīng)濟(jì)可行性，而這些項(xiàng)目可能需要較少的儲(chǔ)能容量，其成本仍然高于風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的混合部署。
全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）市場(chǎng)情報(bào)總監(jiān)Karin Ohlenforst表示，盡管在美國(guó)、亞洲和澳大利亞沒(méi)有很多共址部署的能源混合項(xiàng)目，但這些項(xiàng)目確實(shí)存在于不同的發(fā)展和運(yùn)營(yíng)水平。
她補(bǔ)充說(shuō)，“增長(zhǎng)的關(guān)鍵在于證明能源混合項(xiàng)目的獨(dú)特價(jià)值，例如在最需要時(shí)提供更多容量，不僅僅是理論上價(jià)值。”
公用事業(yè)公司和開(kāi)發(fā)商開(kāi)始將這些價(jià)值觀從理論轉(zhuǎn)移到實(shí)踐，并從太陽(yáng)能+儲(chǔ)能的混合能源項(xiàng)目部署開(kāi)始。
能源混合項(xiàng)目的實(shí)踐
Invenergy公司儲(chǔ)能副總裁Derek Price說(shuō)，“以前那些沒(méi)有部署太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目的公用事業(yè)公司目前都在致力部署混合能源項(xiàng)目。太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目將在市場(chǎng)上得到爆炸式發(fā)展。”
Price在會(huì)議上指出，“我們正在開(kāi)發(fā)大量混合能源項(xiàng)目，將在2020年至2023年交付。隨著太陽(yáng)能發(fā)電成本下降，公用事業(yè)公司將很快接受這項(xiàng)技術(shù)。”
他補(bǔ)充說(shuō)，Invenergy公司預(yù)計(jì)其幾乎所有安裝的太陽(yáng)能都將通過(guò)配套部署儲(chǔ)能設(shè)施進(jìn)行改造。亞利桑那州公共服務(wù)局（APS）稱其為“日落之后的太陽(yáng)能”， 并認(rèn)為它對(duì)其成本曲線有很大影響。
APS公司在2018年2月宣布了一項(xiàng)具有突破性的裝機(jī)容量為65MW的太陽(yáng)能發(fā)電+50MW的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)混合項(xiàng)目，計(jì)劃于2021年上線運(yùn)營(yíng)，以取代天然氣發(fā)電機(jī)廠。其投資金額并沒(méi)有對(duì)外發(fā)布。
APS公司發(fā)言人Jenna Rowell表示，該公司在其2019年2月的清潔能源計(jì)劃中將加倍部署太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目，該計(jì)劃將在2025年之前在新的和現(xiàn)有的太陽(yáng)能項(xiàng)目中增加裝機(jī)總?cè)萘?50MW電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。4月3日，APS公司又發(fā)布了一份關(guān)于裝機(jī)容量為100MW太陽(yáng)能和100MW儲(chǔ)能系統(tǒng)招標(biāo)書(shū)，并計(jì)劃到2025年，將為裝機(jī)容量為1GW的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施部署更多儲(chǔ)能系統(tǒng)。
PGE公司發(fā)布2019年綜合資源計(jì)劃(IRP)草案
Nextera Energy Resources公司將建造和運(yùn)營(yíng)這個(gè)發(fā)電場(chǎng)，并根據(jù)30年的購(gòu)電協(xié)議將其電能出售給波特蘭通用電氣公司（PGE）公司。Corson表示，包括Nextera公司在可再生能源招標(biāo)中提出的報(bào)價(jià)，其價(jià)格與傳統(tǒng)能源相比更具競(jìng)爭(zhēng)力。
波特蘭通用電氣公司（PGE）的2019年綜合資源計(jì)劃草案報(bào)告指出，“預(yù)計(jì)風(fēng)力資源的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）將低于聯(lián)合循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)施的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）。而且，在技術(shù)成本低、可再生能源開(kāi)發(fā)率高的未來(lái)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可能與傳統(tǒng)發(fā)電廠相比更具成本競(jìng)爭(zhēng)力。”
Corson表示，為了最大限度地提高美國(guó)聯(lián)邦投資稅收抵免的回報(bào)，波特蘭通用電氣公司（PGE）項(xiàng)目的太陽(yáng)能發(fā)電將為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。這將使太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目能夠平滑風(fēng)力發(fā)電的變化。
由于APS公司和波特蘭通用電氣公司（PGE）的混合能源項(xiàng)目尚未上線運(yùn)營(yíng)，其混合部署概念還處在理論層面，但一些能源開(kāi)發(fā)商正在制定重大計(jì)劃。
在過(guò)去的五年里，通用電氣公司子公司GE Renewables公司已經(jīng)建造并測(cè)試了兩個(gè)能源混合項(xiàng)目，該公司專注于可再生能源混合項(xiàng)目的一部分。該公司最近估計(jì)，到2024年，全球混合能源市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到14.7億美元以上。
該公司在明尼蘇達(dá)州部署了一個(gè)裝機(jī)容量為2.3MW風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和500KW太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施。在印度，該公司將1.6kW風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與一個(gè)223kW太陽(yáng)能設(shè)施配套部署。
通用電氣混合解決方案負(fù)責(zé)人Jean-Claude Robert表示，“效率是發(fā)展的關(guān)鍵。與同等裝機(jī)容量的單個(gè)發(fā)電設(shè)施相比，混合項(xiàng)目的電能產(chǎn)量提高約5％。即使是小幅增長(zhǎng)也值得投資。”
為了進(jìn)一步推動(dòng)混合項(xiàng)目效率，GE Renewables公司還開(kāi)發(fā)了“能源混合控制解決方案”。他說(shuō)，這種基于數(shù)字的技術(shù)使混合發(fā)電系統(tǒng)能夠產(chǎn)生大量的可再生能源電力。
La Plana公司是Siemens Gamesa在西班牙成立的一家混合能源初創(chuàng)公司。該公司美洲混合動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)責(zé)人Christine Grey在風(fēng)力發(fā)電會(huì)議上表示，該公司將一個(gè)850kW的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與245 kW的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施共址部署。為了開(kāi)展進(jìn)一步測(cè)試，還添加了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
通用公司混合解決方案Hybrid Solutions 公司負(fù)責(zé)人Jean-Claude Robert說(shuō)，混合能源項(xiàng)目正引起全球的關(guān)注，印度在這方面處于領(lǐng)先行列。印度安得拉邦在1月3日的一個(gè)招標(biāo)中，計(jì)劃在2023年之前采購(gòu)5,000MW的風(fēng)力和太陽(yáng)能混合部署項(xiàng)目。招標(biāo)書(shū)中規(guī)定，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電必須共址部署。
該招標(biāo)書(shū)指出，“大型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)將提高輸電基礎(chǔ)設(shè)施和土地的高效利用率，還通過(guò)減少可再生能源發(fā)電的可變性提供更好的電網(wǎng)穩(wěn)定性。”
Robert說(shuō)，“很多國(guó)家和地區(qū)需要盡可能多的可再生能源來(lái)滿足不斷增長(zhǎng)的需求，但需要更穩(wěn)定的交付。通用電氣正在與世界各地的客戶合作，實(shí)時(shí)開(kāi)發(fā)大規(guī)模項(xiàng)目。在美國(guó)，可能在加利福尼亞州部署太陽(yáng)能+儲(chǔ)能混合項(xiàng)目，以應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電過(guò)剩的問(wèn)題。”
Enel公司業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Chris Hickey表示，美國(guó)能源開(kāi)發(fā)商Enel Green Power公司預(yù)計(jì)德克薩斯州的風(fēng)力+儲(chǔ)能部署的增長(zhǎng)將會(huì)解決風(fēng)力發(fā)電面臨的類似問(wèn)題。
Hickey說(shuō)，“開(kāi)發(fā)商還在考慮在現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)添加太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的可能性，特別是在德克薩斯州和美國(guó)中西部的其他風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，這是一個(gè)新興的太陽(yáng)能市場(chǎng)，因?yàn)楫?dāng)風(fēng)力發(fā)電量上升時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商需要處理輸電阻塞問(wèn)題，而在太陽(yáng)能發(fā)電量高的時(shí)候有充足的輸電能力。”
他說(shuō)，“Enel公司的一個(gè)裝機(jī)容量為497MW的Lonesome風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目和目前正在德克薩斯州建設(shè)的450兆瓦Roadrunner太陽(yáng)能項(xiàng)目都是儲(chǔ)能系統(tǒng)配套部署的候選項(xiàng)目。無(wú)論采用哪種可再生能源技術(shù)，Enel公司對(duì)于新項(xiàng)目都在評(píng)估配套部署儲(chǔ)能系統(tǒng)的可能性，并且 具有不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。”
通用電氣的Robert說(shuō)：“很明顯，這在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)，并且更具價(jià)值。能源混合部署的浪潮即將來(lái)臨。唯一缺少的是通過(guò)激勵(lì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商推動(dòng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的法規(guī)。”
面臨的障礙
InterTran的Peters在Windpower會(huì)議上表示，“電網(wǎng)的互連、調(diào)度、補(bǔ)償?shù)日系K是企業(yè)面臨的一些重大問(wèn)題，但仍在前行。”他說(shuō)，“許多地方?jīng)]有實(shí)現(xiàn)混合項(xiàng)目的互連過(guò)程。并且電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商需要一個(gè)用于實(shí)時(shí)操作的調(diào)度模型，這個(gè)模型通常不存在，或者如果確實(shí)存在，則可能不會(huì)被優(yōu)化。”
Peters說(shuō)，“此外，大多數(shù)電力系統(tǒng)沒(méi)有混合項(xiàng)目容量認(rèn)證。他們通常獲得了太陽(yáng)能發(fā)電認(rèn)證或風(fēng)力發(fā)電認(rèn)證，許多運(yùn)營(yíng)商正在開(kāi)發(fā)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量認(rèn)證，但并沒(méi)有混合項(xiàng)目的容量認(rèn)證。”
他說(shuō)，“一些系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商比其他運(yùn)營(yíng)商更加超前。美國(guó)中大陸?yīng)毩⑾到y(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（MISO）對(duì)混合互連和現(xiàn)有項(xiàng)目的補(bǔ)充方面有著良好的規(guī)則。相比之下，PJM電力市場(chǎng)的規(guī)則要求任何能源改變通過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的審批過(guò)程，即使它不需要修改互連。”
Peters說(shuō)，美國(guó)中大陸?yīng)毩⑾到y(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（MISO）的發(fā)電機(jī)更換政策和過(guò)?；ミB政策，均由美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)審查，也代表了目前的最佳做法。
她說(shuō)，過(guò)?；ミB政策允許一個(gè)不使用其完全互連能力的項(xiàng)目在不經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期等待的情況下增加更多的能源項(xiàng)目。其發(fā)電機(jī)更換策略可以允許“新資源替換現(xiàn)有資源”而不會(huì)造成繁重的應(yīng)用延遲。
Windpower會(huì)議的發(fā)言人Enel Green Energy監(jiān)管事務(wù)副總裁Jack Kiroff和西門子公司Gray 對(duì)Peters的評(píng)估表示支持。
Kiroff說(shuō)，“還需要針對(duì)風(fēng)能和太陽(yáng)能的美國(guó)聯(lián)邦稅收抵免政策進(jìn)行修訂。清潔能源的峰值標(biāo)準(zhǔn)將為在峰值需求期間輸送到電網(wǎng)的發(fā)電設(shè)施提供補(bǔ)償，應(yīng)該更廣泛地實(shí)施，以識(shí)別在最需要時(shí)提供的清潔電力的價(jià)值。”
西門子美洲地區(qū)混合項(xiàng)目系統(tǒng)主管Christine Grey 說(shuō)，“在政策和監(jiān)管問(wèn)題得到解決之前，我們不能實(shí)施任何項(xiàng)目。但如果我們能夠克服其中一些挑戰(zhàn)，那么將會(huì)建成更多的混合項(xiàng)目。”
Peters補(bǔ)充說(shuō)，“如果消除更加統(tǒng)一的混合項(xiàng)目政策的障礙，風(fēng)力+太陽(yáng)能+儲(chǔ)能的混合項(xiàng)目可以在六個(gè)月內(nèi)建成，并更快向低成本、零碳能源轉(zhuǎn)型。”
原標(biāo)題：太陽(yáng)能+風(fēng)能+儲(chǔ)能快速發(fā)展將推進(jìn)能源混合項(xiàng)目進(jìn)入市場(chǎng)
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