中國儲能網(wǎng)訊：研究表明，美國伊利諾伊州可以通過采用2972MW儲能系統(tǒng)取代即將退役的化石燃料發(fā)電廠來解決容量不足問題，而無需對該州的輸電系統(tǒng)進行重大升級或改造。
這是根據(jù)美國自然資源保護委員會(NRDC)最近委托總部位于阿拉巴馬州的咨詢機構(gòu)Astrape Consulting公司進行的一項研究而得出的結(jié)論，該研究是對電網(wǎng)運營商PJM互聯(lián)公司2022年發(fā)布報告的回應(yīng)，PJM互聯(lián)公司的這份報告是在2021年伊利諾伊州通過具有里程碑意義的《氣候與公平就業(yè)法案》(CEJA)后發(fā)布，當時引發(fā)了人們對電網(wǎng)可靠性的擔憂。
Vistra Energy公司在加州部署的3GWh莫斯蘭汀電池儲能系統(tǒng)
20億美元用于區(qū)域輸電升級
該立法要求伊利諾伊州所有的燃煤發(fā)電廠在2030年前退役（Dallman Unit 4發(fā)電廠和Prairie State發(fā)電廠除外），所有天然氣發(fā)電廠在2045年前退役或改用綠色氫氣。
根據(jù)PJM互聯(lián)公司在2022年發(fā)布的報告，伊利諾伊州化石燃料發(fā)電廠的逐步退役將導(dǎo)致該州需要大量進口電力，以解決該公司在伊利諾伊州以及美國中大陸?yīng)毩⑾到y(tǒng)運營商(MISO) 的服務(wù)區(qū)域在2030-～2045年可調(diào)度電力的損失。
根據(jù)該公司估算，到2030年，為了進口電力，伊利諾伊州需要花費約7億美元用于輸電網(wǎng)絡(luò)升級，到2045年將額外花費13億美元。
挖掘化石燃料發(fā)電廠運行的潛力
盡管PJM互聯(lián)公司承認在退役化石燃料發(fā)電廠原址或附近有利的位置建設(shè)發(fā)電設(shè)施可以降低輸電成本，但并沒有評估在伊利諾伊州部署儲能系統(tǒng)帶來的影響。
與其相反，這份報告得出的結(jié)論是，它可能需要某些化石燃料發(fā)電廠延期運行，這指的是該州污染嚴重的化石燃料工廠將繼續(xù)運行，而伊利諾伊州發(fā)布的這項立法就是為了阻止這些發(fā)電廠在未來繼續(xù)運行。
美國自然資源保護委員會(NRDC)最近發(fā)布的報告建立在2022年P(guān)JM互聯(lián)公司研究的基礎(chǔ)上，對將于2030年在美國中大陸?yīng)毩⑾到y(tǒng)運營商(MISO)服務(wù)的區(qū)域和PJM互聯(lián)公司的服務(wù)區(qū)域(伊利諾伊區(qū)州)替代退役的化石燃料發(fā)電廠而部署的電池儲能系統(tǒng)進行了資源充足性評估。
為了確定重新利用已經(jīng)退役的化石燃料電廠并網(wǎng)能力是否是一個可行的策略，美國自然資源保護委員會(NRDC)在報告中強調(diào)了部署儲能系統(tǒng)的裝機容量應(yīng)該審慎規(guī)劃，以確保不超過已經(jīng)退役發(fā)電廠的既有容量。這一策略旨在實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的平穩(wěn)過渡，既能補充退役電廠釋放的容量，又有效避免了過度投資與資源浪費。
四種資源充足的模擬場景
受美國自然資源保護委員會(NRDC)的委托，Astrape Consulting公司編寫的報告模擬了伊利諾斯州的四種資源充足情況，每一種情況都建立在前一種情況的基礎(chǔ)上。這是根據(jù)行業(yè)標準的0.1負荷損失期望值 (LOLE) 目標來衡量的，即10年內(nèi)電力需求超過供應(yīng)的天數(shù)不超過1天。
這四種場景下如下：
（1）基本情況：伊利諾伊州發(fā)電廠的現(xiàn)有裝機容量(截至2024年3月)。
（2）CEJA后：伊利諾伊州發(fā)電廠的現(xiàn)有裝機容量減去在CEJA法規(guī)發(fā)布之后2030年退役的化石燃料發(fā)電廠的裝機容量 (估計將減少11588MW)。
（3）CEJA +隊列： CEJA后加上發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)隊列(GIQ)的預(yù)期增加(估計增加7727MW)。
（4）CEJA +儲能：CEJA +隊列+滿足LOLE目標所需的儲能系統(tǒng)。
3GW電池儲能系統(tǒng)解決容量短缺問題
研究表明(如下圖所示)，盡管基本情況顯示出4971MW容量盈余，但CEJA后和CEJA+隊列的情景中都出現(xiàn)了容量短缺情況，分別短缺5065MW和2213MW。
為了實現(xiàn)CEJA +儲能方案中的0.1 負荷損失期望值 (LOLE) 目標，該報告得出結(jié)論，伊利諾斯州需要部署持續(xù)時間為4小時的2972MW電池儲能系統(tǒng)。
圖1美國自然資源保護委員會(NRDC)在報告中模擬的四種情景結(jié)果
Astrape Consulting公司進行了一項單獨研究，以確定滿足LOLE目標所需的持續(xù)8小時電池儲能系統(tǒng)的裝機容量。
該公司得出的結(jié)論是，所需的電池儲能系統(tǒng)裝機容量較低，只有2243MW，這引起了人們對長時儲能系統(tǒng)重要性的關(guān)注，加州能源委員會(CEC)在最近的一項研究中也強調(diào)了這一點。
研究報告中假設(shè)和指標的差異
盡管PJM互聯(lián)公司和美國自然資源保護委員會(NRDC)的報告都使用了相同的方法來估計發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)隊列(GIQ)的增加，但這兩個數(shù)字之間存在很大的差異——PJM報告估計額外的發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)隊列(GIQ)裝機容量為1723MW，而NRDC報告估計的發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)隊列(GIQ)裝機容量要高得多，達到5605MW。
Astrape Consulting公司其最近單獨進行的研究中引用了更新的GIQ數(shù)據(jù)，解決了這一差異。
NRDC的報告并沒有量化部署總裝機容量為3GW電池儲能系統(tǒng)的相關(guān)成本，盡管表示這可能是未來發(fā)展的一個領(lǐng)域，但部署成本可能相當高。
同樣值得注意的是，Astrape Consulting公司的研究在時間跨度上與JPM互聯(lián)公司有所不同，其預(yù)測的時間跨度只延伸到2030年，而JPM互聯(lián)公司的研究則延伸到2045年。這一差異體現(xiàn)了不同研究機構(gòu)對未來趨勢預(yù)測側(cè)重點及時間框架的考量。
自從《氣候與公平就業(yè)法案》(CEJA)發(fā)布以來，伊利諾伊州商業(yè)和經(jīng)濟機遇部制定了幾個計劃來幫助其電網(wǎng)脫碳，包括“燃煤發(fā)電轉(zhuǎn)太陽能+儲能”計劃，該計劃將向五個儲能項目開發(fā)商提供資助，這些項目將部署在已經(jīng)關(guān)閉或即將關(guān)閉的燃煤發(fā)電廠所在地。
例如，財富500強公司Vistra Energy公司的三個總裝機容量為37MW電池儲能項目在2022年獲得資助，該公司的每個儲能項目在未來10年內(nèi)將獲得4070萬美元資助。
