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2020年美國電池儲能裝機超1GW 還有哪些關注焦點?

作者:劉伯洵 來源:中國儲能網 發布時間:2021-01-18 瀏覽:
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中國儲能網訊:在2020年爆發的冠狀病毒疫情使很多國家和地區的經濟陷入停頓,但儲能行業沒有受到太大的影響。而美國在2020年的儲能部署量仍創造了新紀錄。美國越來越多的住宅用戶部署太陽能+儲能系統,這有助于住宅用戶更好地利用住宅太陽能發電設施并在停電期間保持電力供應。美國電網規模儲能項目的部署量達到了新高,其中包括LS Power公司完成了全球規模最大的電池儲能系統部署,為加利福尼亞州解決夏季電力短缺的問題提供幫助。

就在幾年前,儲能市場還只是一個小眾市場,部署儲能系統的數量很少。而如今,全球各地的公用事業公司都在積極部署電池儲能系統來解決電網面臨問題,并在規劃部署更多的儲能系統。

以下是回顧美國2020年儲能行業發展的備忘清單,美國2020年儲能行業的動蕩和發展將列入其清單中。

儲能部署規模前所未有

2020年無疑成為美國儲能行業有史以來電池儲能部署量最高的一年。根據調研機構Wood Mackenzie公司日前發布的一份《2020年儲能監測》報告,美國電池儲能市場規模首次突破10億美元大關,裝機容量超過1GW。與2019年相比,其整體裝機容量翻了一番。

實際上,這意味著更多的電池儲能系統存儲太陽能發電設施的電力,否則可能會浪費掉。電池儲能系統可以滿足峰值期間電力需求,并且不會像天然氣發電設施排放溫室氣體。

大部分新增儲能容量來自加利福尼亞州。在加利福尼亞州,電池儲能系統是滿足峰值需求的必不可少的能源(天然氣發電廠總體上仍占主導地位,但該州并未建造新的天然氣發電廠)。 LS Power公司在2020年季部署了美國規模最大的電池儲能系統,其Gateway電池儲能項目的規模為250MW/250MWh。此外,該州正在部署幾個類似規模的大型電池儲能項目。

雖然美國其他州還沒有趕上加州儲能部署的步伐,但是德克薩斯州正在部署幾個裝機容量為100MW電池儲能項目。直到最近,競爭激烈的德州電力可靠性委員會(ERCOT)市場還使儲能開發商望而卻步,他們通常在部署儲能系統之前先與公用事業公司簽訂可靠的電力采購協議。截止到今年,包括Broad Power、Key Capture Energy和Enel Green Power在內的開發商計劃在德克薩斯州部署多個大型電池儲能項目。一系列的市場活動表明,即使在競爭激烈的市場中,儲能技術也變得引人注目,而這些市場并沒有對儲能部署提供大量補貼。

電池儲能廠商必須重視消防安全

2020年,電池儲能行業努力應對APS公司在亞利桑那州運營的McMicken電池儲能系統在2019年發生的電池起火并爆炸的不良后果,此次事件造成鳳凰城的四名消防員受傷。

該事件的主要原因直到2020年夏天才發布調查結果。調查發現,電池故障導致熱失控,并且儲能設施中安裝的消防設施難以阻止火勢在電池架之間的蔓延。并且缺乏通風設備,集裝箱式儲能系統內部積聚大量危險氣體,為爆炸創造了條件,直到消防人員開門之后發生爆炸。

研究結果表明,幾年前被認為是比較先進的儲能系統設計實際上存在一些安全缺陷。但是儲能系統提供商并沒有等到調查結果發布后才解決這個問題。主要的電池儲能系統集成商已經轉向更安全的設計,其中包括通風和基于機柜的外殼,以防止火勢蔓延。

在美國拉斯維加斯的近3萬個消防部門中,分享電池消防安全的重要信息仍然是一個挑戰。拉斯維加斯州一名資深消防隊員Richard Birt對其所在消防部門1000多名消防隊員進行了關于如何處理太陽能+儲能系統火災的安全培訓,以便其經驗和知識得以推廣幫助拯救生命。

有一些儲能集成商采用磷酸鐵鋰電池(LFP)構建電池儲能系統,以替代市場主流的鎳錳鈷三元鋰離子電池(NMC)。Sonnen公司、SimplipPhi Power公司和Blue Planet Energy等公司表示,這是住宅電池儲能系統的正確選擇。而磷酸鐵鋰(LFP)電池在大型電池儲能項目的部署中取得進展。調研機構Wood Mackenzie公司預測,在未來十年中,磷酸鐵鋰電池(LFP)可以替代主流的鎳錳鈷三元鋰離子電池(NMC)構建電網規模儲能系統。

保證電池儲能安全的另一種方法是設計在電池失效的情況下防止熱量擴散的外殼。初創廠商Cadenza Innovation公司從事此工作已有多年,最近該公司在紐約電力管理局總部完成了首次固定式儲能系統的現場測試。

為APS公司的McMicken電池儲能系統提供電池產品的LG Chem公司對調查報告中指出電池故障引發問題的結論提出異議。在2020年的下半年,由于對LG Chem公司電池安全性的擔憂,通用汽車和現代汽車分別召回了約7萬輛電動汽車,而LG Chem公司也召回了部分住宅電池儲能系統。

LG Chem公司獲得了行業領先儲能開發商的信任,例如,該公司為美國規模最大的一個電池儲能系統Gateway電池儲能項目提供了電池產品,但召回行動并沒有解決鋰離子電池安全問題。期望新興的電池制造商能夠解決安全問題。

美國新一屆政府的能源政策將有利于儲能部署

在特朗普擔任總統期間,美國儲能行業仍在前所未有地加快發展,其實無論誰在美國總統大選中獲勝,美國儲能部署量都會繼續增長。

但是喬·拜登(Joe Biden)最終在大選中獲勝,而他也公開表示支持部署更多的儲能系統。這與他通過投資清潔能源來重啟冠狀病毒疫情重創的經濟的戰略相吻合。

不過,美國國會在圣誕節前通過了一項激勵計劃,其中包括可再生能源稅收抵免的延期以及用于能源研究與開發的350億美元資助,其中包括一些針對儲能部署的計劃。

美國新一屆政府將采取哪些具體行動以幫助儲能部署還有待觀察。美國儲能行業組織希望獨立部署的儲能系統獲得稅收抵免,但也希望獲得美國行政部門的支持,例如關稅減免,以及在美國能源采購中包括儲能系統。

拜登選擇前密歇根州州長Jennifer Granholm擔任美國能源部部長,這預示著將有利于儲能行業的發展。在2008年經濟衰退之后,Granholm對密歇根州的經濟增長方向進行了戰略分析之后并得出結論,電動汽車制造業是工業增長的重中之重。美國能源部可能會實施一些明智的投資,也許將為儲能部署提供更多的激勵。

虛擬發電廠發展取得長足進步

盡管電廠開發商建設電力設施的規模比以往任何時候都更大,但小型分布式儲能系統的部署也取得了長足的進步。

小型分布式儲能系統連接到分布式可控電網(稱為虛擬發電廠)中,它們通過協調多個地點的大量住宅太陽能+儲能設備提供電力。人們對這一模式提出了幾個問題,例如,這和一些大型中央發電廠一樣有效嗎?住宅用戶參與其中需要提供多少激勵?能否在合適的地區部署足夠的住宅太陽能+儲能系統構建虛擬發電廠,并且在多年的運營中仍然獲利?

一些行業廠商正在探索回答這些問題的確切答案。行業領先的住宅太陽能安裝商Sunrun公司迄今為止已經安裝了13,000多個住宅電池儲能系統,并在美國各州部署更多的太陽能+儲能產品。

2020年夏季,Sunrun公司與南加州愛迪生電力公司的客戶服務部門建立了合作伙伴關系,以研究虛擬發電廠部署在洛杉磯地區的價值。而在幾個月后,Sunrun公司就與該公用事業公司簽訂了一份合同。Sunrun公司還與南加州愛迪生電力公司的子公司Orange&Rockland公司簽訂部署了300戶住宅太陽能+儲能系統的示范項目。

公用事業公司也對虛擬發電廠發展愿景提出了要求。俄勒岡州公用事業廠商波特蘭通用電氣公司在2020年夏天推出了自己的525套住宅太陽能+儲能項目的部署計劃。佛蒙特州的Green Mountain Power公司多年來致力于開發和部署虛擬發電廠,如今該公司可以控制和調度住宅用戶部署的2567個Powerwall電池儲能系統,每年在滿足峰值電力需求方面可節省數百萬美元的成本,同時還可以幫助客戶在停電期間保持電力供應用。該公司還在2020年夏季確定了其住宅電池儲能系統部署計劃,以確保其在未來幾年中的部署量得以繼續增長。

電池聚合初創廠商Swell Energy公司在2020年表現出色,該公司從Ares 投資管理公司籌集了4.5億美元資金,用于部署1.4萬個住宅電池儲能系統,該公司將履行在南加州和其他地方的公用事業公司簽署的合同。

該公司部署的住宅電池儲能系統如果以裝機容量計算的話,已經連續六個季度保持了創記錄增長。但是要實現指數級式增長,還有很長的路要走。

長時儲能系統更加接近商業化運營

長時儲能技術近年來得到了能源廠商的關注,研究機構預計未來十年內將會得到的驚人增長。然而,儲能行業廠商通常面臨的難題是,從理論上來說,將電力存儲數小時(即使不是數天或數周)已經夠用,因此幾乎沒有人愿意為長時儲能支付費用。這種情況在2020年開始發生變化:加利福尼亞州公用事業公司監管機構規定,到2026年,該州的能源開發商需要部署裝機容量約為1GW的長時儲能系統。加利福尼亞州的社區選擇聚合商聯盟提出了一個儲能部署提議,計劃部署的長時儲能系統的持續放電時間可以達到8個小時或更長的時間。

加州儲能聯盟最近發表的一份分析報告表明,到2045年,加州向清潔能源的過渡將需要部署裝機容量為45GW或更多的長時儲能系統,這幾乎相當于該州最近的峰值期間的電力需求量。

如果這一切看起來有點遙不可及,可以回想一下,Form Energy公司在2020年5月簽署一份合同,到2023年為明尼蘇達州的公用事業公司建造一個持續放電時間長達150小時的“水空氣”儲能系統。而壓縮空氣儲能廠商Highview Power公司在曼徹斯特附近的一家大型發電廠部署的壓縮空氣儲能項目也破土動工。很多儲能開發商認為,現在正處于部署兆瓦級長時儲能系統的市場前沿,這是大規模生產鋰離子電池獲利的必要前提。

關鍵字:儲能市場,儲能項目

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