能源存儲是當今電力行業(yè)最熱門的話題之一。隨著電池成本的下降,許多市場參與者逐漸發(fā)現(xiàn), 儲能技術在降低電網(wǎng)成本方面蘊藏巨大潛力,進而瞄準了這個即將蓬勃發(fā)展的數(shù)十億美元級市場。雖然各大媒體的頭條都被特斯拉及其競爭對手占據(jù),但值得注意的是:除了電池,能源存儲還有很多其他方式,并且儲能技術可以通過多種方式進入電力市場。
最近,行業(yè)利益相關方聯(lián)合發(fā)起了一項很有前景的社區(qū)儲能新計劃,旨在向全美各地的電力公司推廣“社區(qū)儲能”概念。社區(qū)儲能項目讓電力公司集合如熱水器、電動汽車和電池等電表后端和用戶端資源,為電網(wǎng)提供服務。這些項目能夠幫助降低電網(wǎng)維護和升級的成本以及減輕用戶本身的電費支出。
能源存儲能夠提供多方面的價值
社區(qū)儲能項目采用分布式能源存儲方式,能夠為用戶、電力公司以及整個電網(wǎng)提供多種服務。落基山研究所2015年的《電池儲能經(jīng)濟》報告整編了儲能技術可以帶來的13種不同價值,包括為獨棟家庭住房提供備用電力,降低電力公司峰值負荷以及在區(qū)域規(guī)模下平衡能源供需等。
這些服務的提供需要有基礎設施,無論是電池還是諸如電廠、輸電線路和變電站等傳統(tǒng)設施。但無論采用何種方式,電網(wǎng)的維護都會產(chǎn)生成本。為了提高穩(wěn)定性并滿足不斷增長的峰值負荷,美國各電力公司每年在新電網(wǎng)基礎設施建設和系統(tǒng)升級方面的投入高達1000億美元。隨著電池成本持續(xù)降低,電力公司和能源存儲公司逐漸發(fā)現(xiàn)儲能技術所具備的成本效益,并開始希望用其抵消部分傳統(tǒng)基礎設施方面的支出。
能源存儲有多種形式
電池或許是最普遍的能源存儲方式, 而且其成本已經(jīng)大幅降低,但仍然需要相當?shù)馁Y金成本以及獲得必要許可和安裝調(diào)試所消耗的時間成本。
其實,除了專用電池系統(tǒng)外,還有其它成本更低的能源存儲方式可供選擇。在《需求彈性的經(jīng)濟性分析》報告中,落基山研究所發(fā)現(xiàn)在不影響使用電網(wǎng)服務的前提下,人們可以改變用電設備從電網(wǎng)獲取電能的時間。通過這一改變,包括熱水器、空調(diào)、電動汽車等在內(nèi)的用電設備都能夠以極低的成本和極大的規(guī)模為電網(wǎng)提供虛擬能源存儲服務。
這個規(guī)模有多大?以家用熱水器為例。據(jù)2009年統(tǒng)計顯示,全美大約有4700萬家庭使用電熱水器。假設熱水器的平均容量是40加侖,經(jīng)過加熱溫度升高到60華氏度,那么全美熱水器的能量存儲量就相當于270 GWh。換言之,全美家用熱水器的儲能能力相當于當前全美電池儲能市場的150倍以上(2016年初全美電池儲能容量約為1.5 GWh)。此外,熱水器儲能的成本極低。根據(jù)我們的研究,只需在出廠前為熱水器額外安裝價值幾美元的零部件,就能實現(xiàn)與電網(wǎng)運營商的信息交互并接受其控制。
“社區(qū)儲能”能夠使需求彈性規(guī)?;?/p>
在認識到了諸如熱水器等儲能資源的規(guī)模和它們能夠向電網(wǎng)提供的各種服務后,電力公司越來越希望利用這種價值并將其規(guī)?;?。為了實現(xiàn)這個目標,眾多不同領域的行業(yè)利益相關方在2016年初發(fā)起了社區(qū)儲能計劃。
社區(qū)儲能計劃專門為電力合作社推廣需求彈性一類項目。由于電力合作社是由其成員所有,因此,用戶可以直接享受成本降低效益。此外,電力合作社主要服務鄉(xiāng)村地區(qū),那里有更多適合電網(wǎng)集中控制的電熱水器(鄉(xiāng)村地區(qū)通常缺乏天然氣資源)。對美國中西部和西部地區(qū)的電力合作社來說,由電力公司贊助的電表后端儲能設備的推廣項目會更有意義,因為美國其它成功推廣能源存儲的能源市場無法服務于這些區(qū)域。
該計劃受到不同領域利益相關方的支持,這表明社區(qū)儲能具有廣泛吸引力。其贊助機構包括:
美國國家鄉(xiāng)間電力公司協(xié)會(NRECA),一家電力公司協(xié)會。電力公司發(fā)現(xiàn),利用用戶家中已經(jīng)存在的儲能設施,能夠帶來巨大的成本節(jié)約。
峰值負荷管理聯(lián)盟(PLMA),一個專門向電力公司和電力批發(fā)市場提供降低峰值負荷產(chǎn)品及服務的企業(yè)貿(mào)易聯(lián)盟。
美國自然資源保護委員會(NRDC),一個宣傳環(huán)境保護的組織。NRDC等組織的參與是由于增強電表后端靈活性能夠帶來巨大的環(huán)境效益;例如,我們預計控制家用熱水器的用電時間每年能夠避免1800萬噸二氧化碳排放。
關注社區(qū)福利
正如電力公司正在利用社區(qū)規(guī)模的太陽能在當?shù)貫橛脩魩砬鍧嵞茉匆粯?,電力公司還可以為其用戶帶來能源存儲方面的效益。
通過利用電表后端儲能技術和需求彈性的優(yōu)勢,電力公司能夠降低電網(wǎng)成本,節(jié)約用戶電費并且減少碳排放(主要通過更好地接納風能和太陽能等不穩(wěn)定資源進入電網(wǎng))。對于電力合作社來說,用戶能夠直接享受這些效益,以此保證了儲能技術的價值被更廣泛的社區(qū)所分享。