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储能系统有望成为未来电网宝贵资源
“随着成本下降和可再生能源部署量的增加, 光伏储能系统有望成为未来电网的宝贵资源,尤其是当电力系统允许储能系统同时提供多种电网服务以及太阳能发电量更高的情况下。”

这是美国国家可再生能源实验室(NREL)在其最近发布的一份有关“储能未来研究(SFS)”项目的分析报告得出的结论。该报告描述了美国电力系统到2050年部署电网规模的长时储能(最长达到12小时)巨大市场潜力。

美国国家可再生能源实验室(NREL)分析师Will Frazier、Wesley Cole、Paul Denholm、Scott Machen和Nate Blair共同撰写了这份名为“美国电力部门部署储能系统的经济潜力”的分析报告,探讨了储能技术的总体市场潜力以及优化部署成本的关键驱动因素。

国家可再生能源实验室(NREL)分析师兼该报告的主要作者Will Frazier指出:“我们在研究中发现,在各种模拟情景中,长时储能具有巨大的市场潜力。为了实现成本最优的储能部署,电力系统需要允许储能系统提供容量和能源时移的电网服务。”

在这项工作中,研究人员为该实验室的区域能源部署系统(ReEDS)的容量扩展模型添加了新功能,以准确表示允许提供电网服务时的电池储能系统的价值,而这是一个建模面临的复杂挑战。由于储能系统的价值很大程度上取决于持续放电时间,区域能源部署系统(ReEDS)每小时模拟一次系统运行的情况。

研究人员使用区域能源部署系统(ReEDS)模型模拟了两组场景——一组允许储能系统提供多种电网服务,另一组限制储能系统可以提供的电力服务。所有场景都对储能系统、风力发电设施、太阳能发电设施以及天然气发电设施使用不同的成本和性能假设来确定储能部署的关键驱动因素。

报告发现:

•在所有场景中,电网规模的储能部署将显著增长。到2050年,在假设具有适度的成本和性能下,部署的总装机容量将超过125GW。

•最初部署的储能系统的持续放电时间大多较短(最长为4小时),然后随着部署的增加而逐渐延长持续放电时间(最长为12小时),主要是因为持续时间更长的储能系统部署成本目前更昂贵。

•2030年,各个应用场合的电池储能系统年部署的装机容量从1GW到30GW不等。

•到2050年,美国每年部署的电池储能系统的装机容量达到7 GW以上。

•备用电源市场难以推动储能部署,因为研究发现该服务的整体市场潜力有限。

•部署更多的太阳能发电设施缩短了峰值时段,并降低了储能系统增加储能容量需求,而持续放时时间较短的电池储能系统将成为具有竞争力的峰值容量来源,可以有效降低储能部署成本。

•随着时间的推移,储能系统在提供峰值容量方面的价值随着负荷增长和现有发电设施退役而增加。

•更多的太阳能发电设施创造了更加不稳定的能源价格曲线,增加了储能系统能源时移的潜力。与峰值容量一样,随着太阳能发电渗透率的增加,能源时移的价值会随着时间的推移而增长。

“储能未来研究(SFS)”项目由美国国家可再生能源实验室(NREL)牵头,并得到美国能源部(DOE)储能大挑战的支持,这是一项持续多年的研究项目,旨在探索先进的储能技术如何影响电网规模储能系统的部署和分布式储能系统的应用,其中包括对未来电力系统基础设施投资和运营的影响。
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