中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：美國(guó)清潔能源協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)市場(chǎng)和傳輸?shù)母笨偛肅arrie Zalewski近期撰文指出，儲(chǔ)能系統(tǒng)在協(xié)調(diào)天然氣發(fā)電供應(yīng)與電力系統(tǒng)需求之間的平衡（即氣電協(xié)調(diào)）方面，提供了強(qiáng)有力的解決方案，為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)帶來了前所未有的靈活性和可靠性。
幾十年來，氣電協(xié)調(diào)一直是確保大型電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的最緊迫任務(wù)之一。尤其是在美國(guó)多地遭遇極端冬季風(fēng)暴之后，這一協(xié)調(diào)問題更加凸顯。美國(guó)公用事業(yè)監(jiān)管委員協(xié)會(huì)（NARUC）通過天然氣發(fā)電與電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)分析及可靠性標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃所開展的工作，進(jìn)一步凸顯了尋找新解決方案以應(yīng)對(duì)這一長(zhǎng)期挑戰(zhàn)的緊迫性。幸運(yùn)的是，儲(chǔ)能系統(tǒng)正在美國(guó)批發(fā)市場(chǎng)迅速普及，為極端天氣條件下的可靠性和可負(fù)擔(dān)性提供了有力支撐。
儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠在電力價(jià)格低廉且供應(yīng)充足時(shí)儲(chǔ)存多余能量，并在電網(wǎng)最需要時(shí)釋放這些能量。
氣電協(xié)調(diào)面臨的挑戰(zhàn)
氣電協(xié)調(diào)是一項(xiàng)復(fù)雜而獨(dú)特的挑戰(zhàn)。在寒冷天氣條件下，天然氣的供應(yīng)需要同時(shí)滿足家庭和企業(yè)的供暖以及天然氣發(fā)電廠發(fā)電的需求。然而，這兩種需求可能難以同時(shí)滿足，導(dǎo)致它們本質(zhì)上形成競(jìng)爭(zhēng)。這種競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)根源在于天然氣和能源市場(chǎng)的根本運(yùn)作差異。例如，美國(guó)東北電力協(xié)調(diào)委員會(huì)的一項(xiàng)近期研究發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)多數(shù)天然氣發(fā)電廠的天然氣供應(yīng)并不充裕，意味著在供暖和發(fā)電之間，天然氣供應(yīng)可能首先滿足前者。
進(jìn)一步加劇這種復(fù)雜關(guān)系的是天然氣供應(yīng)與電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)之間的相互依賴。天然氣壓縮站通常依賴電力運(yùn)行。如果某個(gè)地區(qū)的電力主要由天然氣發(fā)電廠提供，而天然氣供應(yīng)不足導(dǎo)致電力短缺，則天然氣壓縮站無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而阻礙天然氣向發(fā)電廠的輸送。這形成了一個(gè)惡性循環(huán)：電力短缺導(dǎo)致天然氣無法輸送，進(jìn)而限制發(fā)電量。這些復(fù)雜性意味著一個(gè)系統(tǒng)的任何故障都可能迅速影響另一個(gè)系統(tǒng)，導(dǎo)致天然氣系統(tǒng)和電力系統(tǒng)面臨中斷和可靠性挑戰(zhàn)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)揮重要作用
儲(chǔ)能系統(tǒng)為氣電協(xié)調(diào)提供了強(qiáng)有力的解決方案，帶來了天然氣供應(yīng)系統(tǒng)和電力系統(tǒng)單獨(dú)無法實(shí)現(xiàn)的靈活性和可靠性。美國(guó)東北電力協(xié)調(diào)委員會(huì)研究指出，盡管提高天然氣儲(chǔ)存和補(bǔ)給能力是確保電力系統(tǒng)可靠性的可行策略，但其存在明顯局限性。
一個(gè)關(guān)鍵限制是長(zhǎng)時(shí)間的極端寒冷天氣所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)通過儲(chǔ)存和調(diào)度能源，不依賴于有限的燃料供應(yīng)，可以直接應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。因此，儲(chǔ)能系統(tǒng)增強(qiáng)了電網(wǎng)的韌性，并在以下方面減輕了供應(yīng)中斷的影響：
（1）提高業(yè)務(wù)靈活性：天然氣發(fā)電雖然通常可靠，但不夠靈活，其發(fā)電量的增減需要一些時(shí)間，限制了其快速響應(yīng)需求變化的能力。相比之下，儲(chǔ)能系統(tǒng)能在幾秒鐘內(nèi)做出反應(yīng)，填補(bǔ)這一空白。
（2）實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略彈性：儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以在優(yōu)化天然氣使用方面發(fā)揮戰(zhàn)略作用。當(dāng)天然氣變得稀缺或昂貴時(shí)（例如在寒潮期間），儲(chǔ)能系統(tǒng)可以放電。通過這種方式改變天然氣資源的使用，因此儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅提高了可靠性，還降低了消費(fèi)者成本。
（3）快速部署以滿足緊急需求：由于許可和監(jiān)管障礙，新建天然氣管道是一個(gè)漫長(zhǎng)且成本高昂的過程，通常需要數(shù)年才能完成。雖然一些地區(qū)可能仍需建設(shè)額外的管道，但儲(chǔ)能系統(tǒng)為短期內(nèi)增強(qiáng)電網(wǎng)可靠性提供了更快、更具擴(kuò)展性的選擇。通過簡(jiǎn)化電網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議和許可流程，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在更短時(shí)間內(nèi)部署到位。
在極端天氣事件中，儲(chǔ)能系統(tǒng)在改善氣電協(xié)調(diào)方面的價(jià)值已經(jīng)得到驗(yàn)證。在德克薩斯州，冬季風(fēng)暴的數(shù)據(jù)表明儲(chǔ)能系統(tǒng)如何發(fā)揮關(guān)鍵作用，保持電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平衡，避免大面積停電。其他市場(chǎng)也出現(xiàn)了類似結(jié)果。在加利福尼亞州，儲(chǔ)能系統(tǒng)在熱浪期間管理電網(wǎng)可靠性方面發(fā)揮了重要作用。這些案例展示了儲(chǔ)能系統(tǒng)如何作為一種靈活、快速部署的工具，在極端事件期間降低可靠性風(fēng)險(xiǎn)。
展望未來
隨著能源格局不斷變化，將儲(chǔ)能系統(tǒng)整合到氣電協(xié)調(diào)工作中至關(guān)重要。監(jiān)管機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商必須優(yōu)先考慮激勵(lì)儲(chǔ)能部署的政策，簡(jiǎn)化并網(wǎng)流程，并確保儲(chǔ)能系統(tǒng)得到合理補(bǔ)償。雖然天然氣在未來幾年仍將是能源系統(tǒng)的重要組成部分，但增加儲(chǔ)能系統(tǒng)將大幅提升靈活性和韌性。通過利用儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)天然氣和電力系統(tǒng)，可以更好地應(yīng)對(duì)極端天氣挑戰(zhàn)，保護(hù)消費(fèi)者免受能源成本波動(dòng)的影響，并確保電網(wǎng)在未來實(shí)現(xiàn)更可靠運(yùn)營(yíng)。
