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編者按：Utopus Insights公司的科學家研究了將風力發(fā)電+儲能系統(tǒng)或太陽能發(fā)電+儲能系統(tǒng)相結合的混合能源的特性。電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)將受益于相關產(chǎn)品成本降低和電池技術的改進。

市場競爭是技術創(chuàng)新的催化劑。憑借數(shù)十年來用于便攜式電子產(chǎn)品的技術和應用實踐，越來越多地用于電動汽車和公共汽車。而鋰離子電池的價格穩(wěn)步下降，也為電池儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應用鋪平了道路。

早期推出的儲能系統(tǒng)規(guī)模相對較小。隨著電池價格的下降，它們的體積和容量都有所增長，并開辟了新的市場?，F(xiàn)在一些電池儲能系統(tǒng)能夠在更長的時間管理和應對風能和太陽能的間歇性。如今，容量更大的儲能系統(tǒng)正在規(guī)劃和開發(fā)中，但其進展仍取決于電池成本。


作為全球最大的風力渦輪機制造商Vestas Wind Systems公司的全資能源分析子公司，Utopus Insights公司的科學家研究了將風力發(fā)電+儲能系統(tǒng)或太陽能發(fā)電+儲能系統(tǒng)相結合的混合能源的特性。盡管行業(yè)人士幾乎只專注于將太陽發(fā)電設施能與電池儲能系統(tǒng)的配套部署，但令人驚訝的是，風力發(fā)電設施與儲能系統(tǒng)配套部署具有獨特的優(yōu)勢。在大多數(shù)情況下，風力發(fā)電設施與儲能系統(tǒng)使用的時間多于太陽能+儲能項目。

這個研究結果是有意義的。電力需求峰值期間通常在日落時開始，而風可能會繼續(xù)吹。因此，太陽能發(fā)電需要更多的“提升和轉移”，因為在峰值期間必須通過電池儲能系統(tǒng)提供更多的電能。

重要的是，將風能和太陽能結合使用可以進一步提高滿足峰值需求的容量。由于這兩種可再生能源可以在發(fā)電時間上相互補充，因此提高了供電可靠性。

正如選擇股票和債券的組合可能會減少金融投資的波動性一樣，使可再生能源發(fā)電形式多樣化，并將其與適當?shù)碾姵貎δ芟到y(tǒng)配套部署，是確保在峰值期間提供足夠能源的好方法。當然，風力發(fā)電設施和太陽能發(fā)電設施的最佳混合取決于當?shù)氐臍夂蚝头逯惦娏π枨蟆?br />
Utopus Insights公司正在開發(fā)的發(fā)電量預測和儲能優(yōu)化技術，對于使這種混合部署可再生能源發(fā)電設施實現(xiàn)其最大價值至關重要。混合部署可再生能源發(fā)電設施可以在需求峰值期間可靠地供電，從而無需使用成本高昂的調峰天然氣發(fā)電設施。這將是淘汰化石能源發(fā)電的開端。

實施能源轉型的時間表與電池成本下降的速度直接相關。自2010年以來，彭博新能源財經(jīng)跟蹤調查的電動汽車電池成本以每年約20％的速度下降。盡管大多數(shù)觀察家預測，這種迅速下降勢必很快就會放緩，但Utopus Insights公司研究人員認為，電池繼續(xù)快速降低成本的條件已經(jīng)具備。

研究人員已經(jīng)評估了鋰離子電池各種應用的累積生產(chǎn)量與成本(經(jīng)驗曲線)的可用數(shù)據(jù)。便攜式電子產(chǎn)品電池的學習率很高(學習率是每增加一倍生產(chǎn)量導致成本降低的百分比)約為30％。

其調查數(shù)據(jù)可以追溯到上世紀90年代中期。調查表明，電動汽車的電池和電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)的學習率要低得多，約為18％至20％。但是，隨著生產(chǎn)量的增加，這些學習率已與理想的約30％的學習率趨于一致。

實際上，目前電動汽車電池在全球所有鋰離子電池的年度需求中占主導地位，許多分析師認為，這將導致電網(wǎng)規(guī)模儲能系統(tǒng)的電池價格下降。如果對學習率的分析是正確的，并且在電動汽車市場蓬勃發(fā)展和日益激烈的競爭推動了電池生產(chǎn)量的增長，預計未來幾年電池成本將以每年約20%的復合率持續(xù)下降。

電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)將受益于相關產(chǎn)品成本降低和電池技術的改進。較低的成本將使電池儲能系統(tǒng)在供電網(wǎng)絡中無處不在，尤其是在發(fā)電廠。

為什么風力發(fā)電+儲能項目較少部署？

為什么很多能源廠商通常部署太陽能+儲能項目，卻很少部署風力發(fā)電+儲能項目？

人們擔心，由于全球許多國家和地區(qū)的政府部門提供可再生能源投資的激勵措施，通常在電網(wǎng)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)出現(xiàn)之前就已經(jīng)提供，可能會對這一不斷增長的市場造成不利影響。例如在美國，太陽能的投資稅收抵免(ITC)優(yōu)惠將電池儲能系統(tǒng)納入在內，而風力發(fā)電的生產(chǎn)稅收抵免(PTC)則不包括在內。

此外，投資稅收抵免(ITC)將在2022年之前可以降低儲能項目成本的10％，然后一直保持在這一水平，而生產(chǎn)稅收抵免(PTC)則于2020年到期。最近，以美國風能協(xié)會為代表的美國風力發(fā)電行業(yè)一直在倡導將風力發(fā)電納入投資稅收抵免(ITC)政策中，尋求在風力發(fā)電和太陽能發(fā)電在激勵方式上實現(xiàn)更多平等。

在全球范圍內，需要確保補貼和信貸不會對儲能部署造成不利影響或阻礙；他們應該鼓勵對儲能應用方面的投資，但并確定具體技術或設計。能源廠商還必須認真考慮相關法規(guī)。例如在許多市場中，儲能系統(tǒng)被歸類為發(fā)電設施，以阻止輸電和配電運營商在電力系統(tǒng)中擁有或運營儲能資產(chǎn)。

政策制定者、立法者和監(jiān)管者可以通過重新考慮市場設計和投資激勵措施來促進這些可喜的變化，以鼓勵整合新的儲能技術，并讓市場力量確立其真正價值。

隨著清潔能源轉型的好處越來越明顯，業(yè)界人士呼吁探索更大的政策變化。例如，這些措施可能包括分階段取消對化石燃料的補貼，逐步提高碳稅價格，以及增加用于擴展或補充鋰離子電池功能的儲能技術的研究資金。

清潔能源開始取代化石燃料為電網(wǎng)供電，價格越來越低的鋰離子電池正在加速這一趨勢，將太陽能和風能轉化為可靠的能源。事實上，電池儲能系統(tǒng)可以儲存任何來源的電能，并在電網(wǎng)中斷或峰值期間釋放電能。它們可以減少輸電線路的擁塞。此外，還提供輔助服務，以提高電力系統(tǒng)的電能質量和可靠性。這些多重利益可以實現(xiàn)貨幣化和組合，從而增加投資的吸引力。

這些發(fā)展預示著強大的經(jīng)濟力量將推動即將到來的能源轉型。鑒于對電池成本持續(xù)快速下降的預測，未來幾年將取得顯著進展。新的風力發(fā)電和太陽能發(fā)電設施將更多地與電池儲能系統(tǒng)配套，并加快淘汰或改造傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電廠。

工業(yè)規(guī)劃者和管理者應預見到電力的生產(chǎn)和分配將會發(fā)生快速變化，并且目前仍依賴化石燃料發(fā)電的運輸、供熱、工業(yè)等行業(yè)領域的電氣化進程將更加迅速。而主要依靠太陽能和風能的能源部門，將朝著擁有更豐富和可持續(xù)的清潔能源邁出一大步，從而滿足緊迫的環(huán)境要求。

原標題：風力發(fā)電、太陽能發(fā)電與電池儲能系統(tǒng)如何混合部署?