美國勞倫斯·伯克利國家實驗室電力市場與政策研究員Will Gorman日前發(fā)布了一份報告。他在報告中指出，能源開發(fā)商如今越來越多地為新建的可再生能源發(fā)電設(shè)施配套部署電池儲能系統(tǒng)，從而可以使其能夠更加穩(wěn)定、提高更高價值地提供電力。
雖然部署風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽能發(fā)電設(shè)施的位置是特定的，但電池儲能系統(tǒng)幾乎可以部署在任何地方——其中包括為現(xiàn)有的可再生能源發(fā)電設(shè)施配套部署電池儲能系統(tǒng)，并且可以提高更大價值。
勞倫斯·伯克利國家實驗室的研究團隊想知道哪種部署方法更具價值——是將電池儲能系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電設(shè)施共址部署，還是將電池儲能系統(tǒng)獨立部署在可以為電網(wǎng)提供最大價值的地方？
可再生能源發(fā)電設(shè)施+儲能系統(tǒng)
太陽能和風(fēng)能的快速增長對電網(wǎng)穩(wěn)定運營以及按時間和地點劃分的批發(fā)電力市場價值產(chǎn)生越來越大的影響。加州由于部署大量太陽能發(fā)電設(shè)施而導(dǎo)致的“鴨子曲線”就是最突出的一個例子，這是因為太陽能發(fā)電設(shè)施電力供應(yīng)在白天占主導(dǎo)地位，但隨著太陽下山而逐漸消失。
能源開發(fā)商通常在其太陽能發(fā)電設(shè)施中配套部署電池儲能系統(tǒng)，以將其多余的電力轉(zhuǎn)移到傍晚，以期在“鴨子曲線”期間提供電力獲得更高的價值。風(fēng)力發(fā)電設(shè)施也可以使用電池儲能系統(tǒng)來平滑電力輸出，并避免電網(wǎng)擁塞。
在許多情況下，電池儲能系統(tǒng)通常與可再生能源發(fā)電設(shè)施配套部署并集成到混合能源發(fā)電設(shè)施中。風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽能發(fā)電設(shè)施的選址都會充分利用強風(fēng)和陽光等氣候條件，并擁有充足的土地和良好的電網(wǎng)連接。但是電池儲能系統(tǒng)幾乎可以部署在任何地方，可以為當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)提供附加值，例如提供電壓支持、緩解擁塞、電網(wǎng)彈性等電力服務(wù)。通過正確的控制，它們還可以為電力系統(tǒng)提供更多好處，例如提高容量和負載跟蹤。
那么應(yīng)該在哪里部署電池儲能系統(tǒng)以提供更大價值？能源開發(fā)商如何做出決定？可再生能源發(fā)電設(shè)施與電池儲能系統(tǒng)混合部署是否比獨立部署的電池儲能系統(tǒng)提供更多的價值？
混合部署和獨立部署的價值差異
Gorman利用美國7家主要獨立系統(tǒng)運營商（ISO）在2012～2019年的批發(fā)電力市場價格進行了一項研究，將可再生能源發(fā)電設(shè)施和儲能項目混合部署的市場價值與可再生能源發(fā)電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)獨立部署的市場價值進行了比較。
這項研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)年份和地區(qū)的不同，以風(fēng)力發(fā)電設(shè)施或太陽能發(fā)電設(shè)施50%的裝機容量部署的4小時電池儲能系統(tǒng)為例，其價值可以提高3～22美元/MWh，平均價值為10美元/MWh。而在加州（15美元/MWh）的太陽能利用率最高，太陽能發(fā)電設(shè)施和儲能項目混合部署的項目增加的價值隨著太陽能發(fā)電發(fā)電量的增加而提高。
但更高的價值來自于將相同的電池儲能系統(tǒng)獨立部署在可以獲得電網(wǎng)更高價值的地點。這一策略在幾乎所有市場和年份都比可再生能源發(fā)電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)混合部署的項目的價值更高，其價值可以提高3～50美元/MWh，平均價值為12.5/MWh。最高價值出現(xiàn)在儲能部署受限區(qū)域（如紐約長島），而在一些年份，德克薩斯州則出現(xiàn)了較低價值。
可再生能源發(fā)電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)的混合部署和獨立部署的價值比較（每個點表示給定地區(qū)和年份中特定節(jié)點位置的價值。虛線上方的點表示獨立部署項目的價值較高；虛線下方的點表示混合部署項目的價值較高）
通過采用多種策略，可以降低混合部署項目的價值損失，例如通過在低價時段采用電網(wǎng)的電力為電池儲能系統(tǒng)充電；或者調(diào)整互連容量，使可再生能源發(fā)電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)可以同時向電網(wǎng)供電。
混合部署和單獨部署的成本差異
研究表明，將可生再能源發(fā)電設(shè)施與儲能系統(tǒng)單獨部署通常會帶來更高的價值，但也可能帶來更高的成本，因為項目開發(fā)商將需要多個站點和電網(wǎng)互連，并且無法節(jié)省建設(shè)成本。雖然這項研究并未深入探討可再生能源發(fā)電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)的混合部署和獨立部署之間的成本差異，但粗略估算發(fā)現(xiàn)，使用單獨部署可經(jīng)節(jié)省約15美元/ MWh的成本。
可以通過多種策略激勵可再生能源發(fā)電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)的混合部署，而混合部署可以節(jié)省一些成本并提供激勵措施。
如果電池儲能系統(tǒng)由可再生能拳發(fā)電設(shè)施直接充電，則可再生能源發(fā)電獲得的聯(lián)邦稅收抵免也可以適用于電池儲能系統(tǒng)。其稅收抵免額高達10美元/ MWh，可以讓可再生能源發(fā)合電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)混合部署項目對于能源開發(fā)商更具吸引力。
市場選擇
能源開發(fā)商越來越多地為其可再生能源發(fā)電設(shè)施（尤其是太陽能發(fā)電設(shè)施）配套部署電池儲能系統(tǒng)。到2020年底，美國34%的太陽能發(fā)電設(shè)施和6%的風(fēng)力發(fā)電發(fā)電設(shè)施都配套部署電池儲能系統(tǒng)。
在美國西部地區(qū)，70％～90％的已經(jīng)規(guī)劃或正在部署的太陽能發(fā)電設(shè)施都配套部署了電池儲能系統(tǒng)，其中包括加州幾乎所有的電網(wǎng)規(guī)模的太陽能發(fā)電設(shè)施。而加州近三分之二的電池儲能系統(tǒng)都與太陽能發(fā)電設(shè)施配套部署，而不是潛在價值較高的地區(qū)。在其他地區(qū)，這一比例通常不到40%。
截至2020年，美國擬議部署的太陽能發(fā)電設(shè)施和風(fēng)力發(fā)電設(shè)施與電池儲能系統(tǒng)的百分比，以及與風(fēng)力發(fā)電設(shè)施和太陽能發(fā)電設(shè)施混合部署的電池儲能系統(tǒng)的百分比
隨著能拳開發(fā)商和政策制定者繼續(xù)尋求部署可再生能源發(fā)電設(shè)施和電池儲能系統(tǒng)的最佳方法，因此對成本和價值的考慮非常重要。但是，其相對收益和成本節(jié)省可能會因為市場、時間和其他因素而有所不同。
