开放市场是促进储能系统部署的重要方向
2019-12-03 09:29:59
中国储能网

在过去的五年中,业界人士一直关注储能行业一些领先的区域市场,其中包括美国、中国、韩国、澳大利亚、日本、英国以及欧洲一些国家和地区,它们在部署储能方面处在领先地位,其中大部分部署的是锂离子电池储能系统。

调研机构IHS Markit公司表示,美国在2019年将部署装机容量约712MW的电池储能系统,并将成为今年全球最大的并网储能市场。而另一家调研机构Wood Mackenzie公司则预测,全球2019年部署的储能系统装机容量将达到4.3GW。

据媒体报道,美国和英国等国的储能部署容量同比均创下历史新高。然而,在其他国家的报告中,有的储能部署出现了无休止的拖延,司法权的激烈争夺,有的不仅面临电网技术的困难,而且能源市场的思考方式也存在一些问题。人们都认为储能系统是电力系统脱碳的关键部分,但很少考虑储能系统的部署会遇到一些阻碍。当然还有一个问题是,能否在全球范围内复制领先储能市场的成功。

在那些储能行业领先的国家和地区,电网侧和用户侧的储能部署正在迅速增长,储能案例终于具有经济意义,而且往往会有具体的政策支持。尽管太阳能行业投资者和评论员Jigar Shah自信地预测,公用事业公司将在2018年获得储能所有权,但似乎2019年才是真正实现的一年。

在其中一个市场中,关于公用事业公司的案例研究是加利福尼亚州市政电力提供商洛杉矶市水电局(LADWP),在未来几年内,该公司将部署足够的太阳能+储能项目,其装机容量将超过现有的1.5GW抽水蓄能设施。总部位于加利福尼亚的咨询机构Strategen公司的Janice Lin和Jack Chang为此撰写的有关加利福尼亚州在储能部署方面面临的挑战以及寻求克服这些挑战的一些举措。

与此同时,澳大利亚主要公用事业厂商AGL公司为其部署住宅电池储能系统的每个用户提供7,000澳元(4,811美元)的优惠,以及一个虚拟发电厂计划,该计划使某些州的住宅用户每年从中获得280澳元的抵免额。

一些地区和厂商正在推进可能出现高电价和高电网阻塞、上网电价下降和优惠税收制度的领域。无论出于何种原因,在某些地区都可以采取各种措施来降低风险,并提高采购、拥有和运营储能系统的回报。

害怕错过什么

其他地区的其他公用事业公司则面临完全不同的情况,例如在美国科罗拉多州处在市场垄断地位的Xcel Energy公司。调研机构Navigant Research公司分析师Alex Eller说,几年前,该公司举行了一次全资源、全技术的竞标以获得新的产能,除了部署风力发电项目之外,该公司还计划部署三个太阳能+储能项目。

Eller说,该公司在独立储能系统部署方面所做的工作并不多。在科罗拉多州,土地价格很低,电力价格也很低,吸引人的是太阳能发电的经济性(现在可通过增加储能系统来进行调度)。作为一个垂直整合的公用事业公司,Xcel公司可以在其太阳能+储能项目中使用电池储能系统,每个项目中将配套部署装机容量为50MW的电池储能系统,用于频率调节和其他平衡服务,但其主要的推动力是部署可再生能源来替代化石燃料。

Eller说,这种情况在美国大部分地区很普遍。现在,许多公用事业公司将太阳能作为一种低成本的能源,同时部署储能设备。这些公司以电力购电协议为后盾,提供了迄今为止最确定的储能系统使用案例。在其他地区,一些独立的储能设备越来越多地由市政公用事业公司部署,这些公用事业公司拥有一定程度的自主权。例如新英格兰独立系统运营商(ISO-NE)也向储能系统开放了一些市场。

所以,即使有这样一个看似积极的发展景,在美国一些地区,各种电力系统的利益相关者、地方政府甚至政府部门都在大力支持储能;而在其他地区,部署太阳能+储能项目很有意义,但这就足够了吗?正如人们所怀疑的那样,储能部署未来发展之路有哪些挑战和障碍?


Sonnen公司为犹他州的一个600套公寓Soleil Lofts房地产项目部署12.6MWh电池储能系统

降低成本远不只是电池本身

众所周知,电池成本近年来一直在下降。Navigant公司分析师Eller先前预测,到2030年将下降到每千瓦时为76美元。而彭博新能源财经公司分析师Logan Goldie-Scott表示,2030年锂离子电池的成本可能低至每千瓦时为62美元。

Eller说,除了电池成本下降之外,电力电子组件在设计上可以得到改进并降低成本,其中大部分集中在电池逆变器的标准化上,分析师表示,以前的电池逆变器是定制的。他强调的一个领域是直流耦合储能系统。说,“这降低了储能系统整体成本,因为直流变换器比并网逆变器的价格要低。因此,我认为这有助于降低储能系统的价格。”

Eller表示,在整体系统方面,管理软件成本也有所降低。然而,软件在另一个重要的方面起着关键作用,它在储能系统整合中扮演着重要的角色。

今年,在全球市场上推出的储能产品包括Saft公司的2.5MWh集装箱式储能解决方案和特斯拉公司3MWh的“Megapack”储能系统。Eller指出,NEC公司能源解决方案部门提供更完整的、模块化的、一体化的单元,包括电池管理系统(BMS)以及由单个供应商在单个容器中提供的安全和保护功能,可以显著降低成本。他表示,在各个供应商产品中实现标准化无疑是令人鼓舞的。

从长远来看,储能厂商应该致力于为公用事业公司提供更多的“即插即用”储能产品,这将比更加专业的设备更快、更容易部署。

盈利能力的边缘

固定式储能系统正处于“当今许多细分市场盈利能力的边缘”。然而,储能系统的市场激励措施却远远落后。许多人对美国联邦能源监管委员会(FERC)发布的第841命令有着更多的期待,该命令指示区域电网运营商开放批发市场以参与储能部署,并计划成为该行业的游戏规则改变者。

美国许多地区的独立系统运营商(ISO)已通过起草其符合该命令的初步计划做出了回应。但是,Steptoe&Johnson LLP律师事务所律师Jennifer L. Key说,“美国各州政府和公共权力机构,甚至是处理美国联邦能源监管委员会和各州政府之间关于储能系统的司法管辖权之争的公用事业部门,都面临着一些令人惊讶的法律挑战。”

Key说,美国联邦和各州双重监管面临的独特的问题是,在细节尚未讨论之前就搁置了美国联邦能源监管委员会(FERC)第 841号命令。Key说,“许多分歧主要源于美国联邦能源委员会还是各州政府是否应该控制批发系统上进行的所有批发业务,因为很多储能设备都与配电系统相连,而不是与输电系统相连。很多配电系统公司和州委员会以管辖权为由提出了对841号命令的上诉。”

有趣的是,一些州十分支持储能部署,并不介意美国联邦能源监管委员会(FERC)发布的命令,而公用事业和配电系统所有者却不在乎谁拥有管辖权,而他们正在将部署更多的储能系统。

Key说:“现在还不清楚这是否是因为各州想要控制储能系统的部署和使用。这是因为个别州政府官员认为他们可能比美国联邦能源监管委员会做得更好,还是认为分布式储能系统可能以某种方式影响电力系统的运行,其原因目前还不清楚。”

规章制度

Jennifer Key等人认为,当美国联邦能源监管委员会(FERC)第841命令发布时,它确实将会改变储能部署的市场规则,部分原因是这将促使美国各州市场开发并确保储能系统的部署,无论是软件还是市场。

Key说,“第841命令提出的问题之一是:储能系统能否在市场上获得足够的补偿,特别是在与太阳能发电系统配套部署的市场中?但是这个市场正在开放,制定了有组织的市场规则,以便他们可以根据需要为储能部署提供便利,并且明确允许以批发价格收取储能设备的费用。”

而在英国和欧洲各国,仍然存在着一个更为基本的监管问题。欧洲储能协会(EASE)的一份调查报告指出,所谓的“双重收费”仍然是并网储能部署的巨大障碍。

同样在英国,英国天然气和电力市场监管机构(Ofgem)也提出了有关储能系统的监管定义。White&Case律师事务所律师Kirsti Massie表示,目前,储能系统仍然经常归类为发电设施,并且没有专门的定义,甚至没有储能许可证,这涉及到许多方面的问题。

Massie说,“由于在英国部署储能系统需要获得发电许可证,那么这意味着,英国输电系统运营商或配电网络运营商将无法拥有和运营储能设施,因为它们不能成为电网的一部分,因为他们的许可结构是结构化的。

发电商厂通常希望消除可再生能源的间歇性。而储能系统不仅可以做更多的事情,而且还可以提供电网服务。随着越来越多的可再生能源接入电网,电网服务变得越来越重要,与此同时,与欧洲大陆一样,双重收费仍然存在。”

储能系统作为发电机,发电商还需要在给电池储能系统充电时支付电力费用,但实际上需要从电池储能系统中放电时也要支付费用。这就出现了双重收费的情况。”

电网服务市场的结构往往不足以充分利用快速响应、低碳发电的储能质量。Massie说,作为一名律师,她密切关注英国、欧洲、中东和非洲的市场发展,但关注美国和澳大利亚的市场动态。

他说,“我发现正在谈论的问题以及该行业监管机构试图在英国解决的问题与在美国和澳大利亚市场遇到的问题相同。就人们解决的问题而言,存在一些共同点。”


Ampere Energy公司推出的未来主义设计的电池储能系统

客户永远是第一位的

全球部署的储能系统容量最高的仍然是抽水蓄能,而锂离子电池储能系统是目前的主流选择。锂离子电池储能系统的装机容量最高可达数百兆瓦,其具有可以迅速部署和成本快速下降的优势。从全局的角度来看,挑战之一将是确定电网侧需要多少储能容量,为电网提供服务,以及用户侧需要多少储能容量。

越来越多的用户侧储能系统正在日益聚集在一起,以创造能源交易机会和虚拟电厂(VPP)。但是,在美国大部分地区,住宅用太阳能净计量消除了部署电池储能系统的大部分财务问题,而在其他地区,上网电价仍然为客户带来良好的回报。

同样,在美国某些特定的市场会比其他市场更早地采用虚拟电厂(VPP)计划:例如,储能厂商Sonnen公司和公用事业厂商落基山电力公司在犹他州一个住宅小区部署的12.6MWh虚拟电厂(VPP)。然而,在日本、澳大利亚、英国,以及欧洲各国等市场,降低上网电价也在激励拥有太阳能发电设施的住宅用户部署电池储能系统。

英国最近发生的一次停电事件影响了上百万家庭用户,其频率响应资产得到了回应,其中包括来自公用事业厂商Social Energy公司聚合的装机容量为6MW住宅储能系统构建的虚拟电厂(VPP)。为了能够大规模地做到这一点并且作为标准,同时使用大型和小型电池储能资产,不仅需要电网服务更简化和更容易获得的收入流,还需要与最终客户协调工作和接触。

英国活能源监管登记机构Flexi ORB的Faisal Hussein表示:“分散和脱碳是部署能源的正确做法,但我们不能忘记消费者,因为需要以消费者为中心。”

尽管存在一些重大挑战,但将储能系统既用为可再生能源的必要伴侣,又作为电网的灵活资源,这表明在关键市场的储能部署将会增加。最近,能源开发商计划收购活跃在新兴市场的微电网厂商,这也意味着在获取清洁能源的同时部署储能系统也已成为现实。

White&Case公司的Kirsti Massie说,在法规和许多其他领域,英国和一些其他地区的现有框架仍要需要跟上储能技术的进展。

Mass表示,“对于当今的储能行业来说,已经取得了巨大的进步,如果希望实现减少碳排放并过渡到可再生能源的政策目标,储能系统将不可避免地将发挥更大的作用。而那些愿意大规模投资和开发的能源厂商,将如何为此融资?如果不能真正利用储能系统可以带来的好处和灵活性,那么就会限制收入流,这使得筹集资金变得更加棘手和困难,我认为这会阻碍大规模储能系统部署,这才是关键所在。”

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