中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著可再生能源在世界各地的擴(kuò)散和成本的不斷下降，新的創(chuàng)新的商業(yè)模式得以出現(xiàn)，儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)歷了幾年的旋風(fēng)發(fā)展。
但是在過去電網(wǎng)側(cè)規(guī)格電池出現(xiàn)的幾年里，尤其是在內(nèi)陸地區(qū)，以及越來越多的國內(nèi)安裝使用用戶側(cè)電網(wǎng)，一個(gè)地區(qū)的部署已經(jīng)具備完美的技術(shù)條件。
幾十年來，島嶼一直受到傳統(tǒng)發(fā)電和網(wǎng)格技術(shù)強(qiáng)加的條件的影響。燃煤和燃?xì)獍l(fā)電站為內(nèi)陸地區(qū)提供廉價(jià)的能源，這些技術(shù)的發(fā)展使島上居民付出了巨大的代價(jià)。由于這些地方的能源價(jià)格較高，向這些地方進(jìn)口燃料的費(fèi)用高，而這些地方都受到燃燒化石燃料造成的更為嚴(yán)重的環(huán)境影響。
國際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)電力部門轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略小組的伊曼紐爾·泰比(Emanuele Taibi)說：“燃料運(yùn)輸、儲(chǔ)存和燃燒造成的污染影響再一個(gè)小地方尤為明顯。在一個(gè)人口稠密的小島上，柴油發(fā)電廠對(duì)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)具有重大的環(huán)境影響?！?
與薄弱的電網(wǎng)系統(tǒng)相結(jié)合，島嶼一直在尋求一種比內(nèi)陸區(qū)域更持久的替代方案。與此同時(shí)，它們也遠(yuǎn)比大型電網(wǎng)更適合可再生能源、能源儲(chǔ)存和智能系統(tǒng)的好處。國際可再生能源機(jī)構(gòu)于2015年在斐濟(jì)發(fā)表的一份研究報(bào)告，使用太陽能、風(fēng)能、地?zé)帷⒑Ｑ?、生物質(zhì)和生物燃料可以降低發(fā)電成本，同時(shí)改善獲得能源和能源的獨(dú)立性。
環(huán)保案例
作為克服傳統(tǒng)一代污染存在的努力的一部分，許多島嶼領(lǐng)土希望在今后幾年采用100%的可再生能源。
Greensmith公司總裁兼首席執(zhí)行官約翰·榮格解釋說：“人們正在實(shí)施和過渡的電網(wǎng)從基礎(chǔ)負(fù)荷產(chǎn)生非常迅速的間歇性資源，在那里希望太陽能和風(fēng)能成為新的基礎(chǔ)負(fù)荷。隨著島嶼或其他本地化電網(wǎng)超過70%，高達(dá)90%的可再生能源，我認(rèn)為需要開始考慮大量的電池和逆變器?！?
這些雄心勃勃的目標(biāo)可以在法國的島嶼領(lǐng)土上找到，他們的目標(biāo)將使這些島嶼在2020年達(dá)到50%的可再生能源，并在2030年實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的能源獨(dú)立。
Table 1. 法國島嶼中標(biāo)者, 2016/17.
在2015和2016年間，馬提尼克的十二個(gè)太陽能存儲(chǔ)項(xiàng)目在法國島招標(biāo)中被授予了合同。圖片：Flickr/E.Dick.
經(jīng)濟(jì)案例
由于可再生技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的成本大幅下降，這與島上柴油發(fā)電機(jī)組的高昂成本形成了鮮明的對(duì)比，這些目標(biāo)得到了幫助，并在某些方面實(shí)現(xiàn)了。
Taibi繼續(xù)說：“只是更便宜。多便宜取決于你如何設(shè)計(jì)這個(gè)項(xiàng)目，但是一個(gè)設(shè)計(jì)良好的項(xiàng)目通常是模塊化的，所以你開始把第一英里作為一個(gè)最小的成本系統(tǒng)。明天，可再生能源技術(shù)將繼續(xù)變得更便宜，石油價(jià)格可能會(huì)繼續(xù)上漲，所以你會(huì)擴(kuò)大系統(tǒng)中可再生能源的數(shù)量?！澳阋部梢宰鲆粋€(gè)一次性的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目一開始可能會(huì)更昂貴，但它會(huì)讓你完全脫離柴油供應(yīng)鏈，從經(jīng)濟(jì)角度來看，這是很有意義的。
在法屬群島上可以清楚地看到這一點(diǎn)，在科西嘉島、瓜德羅普島和馬提尼克島等領(lǐng)土上的太陽能儲(chǔ)能項(xiàng)目招標(biāo)時(shí)，中標(biāo)者在2017年8月宣布，通常比以前的逆向拍賣低40%。包括光伏板和電池共計(jì)63.3MW的67個(gè)項(xiàng)目獲得了保證的購買價(jià)格，其發(fā)電功率為每MWh 113.6歐元(133.97美元)(表1)。
阿拉斯加的Kodiak Island對(duì)電池需求非常大。Image: Younicos.
相比之下，2016年6月一項(xiàng)52兆瓦的投標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是以€204/mwh(229.77美元/mwh)授予了加權(quán)電價(jià)(FITS)，法國生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展和能源部此前曾表示，這些島嶼的電力價(jià)格約為每兆瓦200€左右。
總部位于巴黎的技術(shù)咨詢公司Clean Horizon的分析師Corentin Baschet說：“其動(dòng)機(jī)是在法國的島嶼就像許多其他島嶼一樣，電力生產(chǎn)成本非常高，因?yàn)樗蕾囉谌剂希热邕M(jìn)口柴油，然后用非常低效的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，甚至更糟糕的是，這種發(fā)動(dòng)機(jī)是燃油的燃?xì)鉁u輪機(jī)。所以我們說的是20%的效率，這是個(gè)小引擎，所以效率會(huì)更低。”這使得電費(fèi)可能是法國大陸的三倍。pv+存儲(chǔ)的PPA價(jià)格降低表明,，它比島上的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)便宜。?！?
這種進(jìn)步表明可再生能源和電池很可能會(huì)遵循這一方針。在法國群島，到2017年9月已經(jīng)部署了50MWH的儲(chǔ)能。然而根據(jù)Baschet的數(shù)據(jù)，到2020年已經(jīng)有140MWH的合同，這一數(shù)字可能會(huì)在本世紀(jì)末接近200 MWH，是目前部署的四倍。
化石燃料能夠持續(xù)嗎?
雖然由于儲(chǔ)能和聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的進(jìn)步，島嶼越來越能夠利用可再生能源的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益，但100%的可再生能源仍帶來挑戰(zhàn)，而它們?nèi)匀灰猿杀緸橹行摹?
Younicos公司的菲利普·希梅澤爾(Philip Hiersemenzel)自2012年起就一直在阿茲里安的格雷西奧薩島工作，他聲稱可再生能源的滲透率有所提高，由此產(chǎn)生的對(duì)電池的需求可能永遠(yuǎn)達(dá)不到完全經(jīng)濟(jì)案例那樣?！俺鲇诮?jīng)濟(jì)原因，你仍然需要支援后一代。風(fēng)能和太陽能都很便宜，儲(chǔ)能也變得便宜了，但我們已經(jīng)在這里進(jìn)行了模擬，根據(jù)負(fù)載和地理?xiàng)l件，在經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的結(jié)果通常是60%-80%的可再生能源份額。有意義的是擁有某種后備的熱容量，然后將其整合到電網(wǎng)中。由于熱容量不再發(fā)揮穩(wěn)定電網(wǎng)的作用，它可以以最省油的方式運(yùn)行。“
Taibi補(bǔ)充道：“柴油本身不需要停留在那里，但生物柴油等某種形式的熱能發(fā)電確實(shí)有助于減少電池的體積。保持某種可調(diào)度的發(fā)電效率要高得多，在一年中陰天里儲(chǔ)存一點(diǎn)生物柴油是很有意義的，因?yàn)樗鼘⑾到y(tǒng)成本降到最低?！袄绫鶏u被認(rèn)為是世界上唯一100%電力和熱量來自可再生能源的國家。
然而，在小地方仍然迫切需要電池，例如阿拉斯加的Kodiak Island。Kodiak電力協(xié)會(huì)(KEA)在2007年制定了一個(gè)目標(biāo)，到2020年將Kodiak Island95%的能源來自可再生能源。Youncios去年整合了一臺(tái)3MW鋰離子電池，以取代先前安裝的一種鉛酸溶液，與該島的9MW風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和兩臺(tái)11.5MW水力發(fā)電機(jī)一起工作。
根據(jù)Hiersemenzel的說法，水力發(fā)電除了滿足風(fēng)力發(fā)電帶來的波動(dòng)外，還可以滿足許多島國的需要。然而，在傳統(tǒng)上需要熱發(fā)生器的地方，電池解決方案提供了這其中缺失的部分。“水力不保熱，但它仍然是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量帶有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。然后你就有了風(fēng)電場(chǎng)的可變性，所以這也是電池和其電網(wǎng)形成能力至關(guān)重要。
“它在短期內(nèi)穩(wěn)定了電網(wǎng)使得水電站能夠做出反應(yīng)?！比绻阌幸粋€(gè)巨大的水力發(fā)電機(jī)，這也允許你成為一個(gè)幾乎100%的可再生能源系統(tǒng)”
案例研究1：GRACIOSA
集成了1MW以上的太陽能、4.5MW的風(fēng)能、3.2MWh電池和6MW左右的熱發(fā)電。
旨在利用可再生能源和存儲(chǔ)系統(tǒng)來穩(wěn)定電網(wǎng)，并大大減少對(duì)發(fā)電的需求和昂貴的燃料進(jìn)口的需求，在項(xiàng)目全面啟動(dòng)之前達(dá)到65%的可再生能源。
部署的狀態(tài)技術(shù)，在幾周內(nèi)投入使用之前正在進(jìn)行最后測(cè)試(在撰寫本報(bào)告時(shí))
這個(gè)項(xiàng)目被Younicos的PhilipHiersemenzel稱為“整個(gè)行業(yè)的開拓性項(xiàng)目”，是2012年宣布的首批智能島嶼之一。經(jīng)歷了一系列的挫折之后，尤其是自經(jīng)歷了一系列金融危機(jī)和歐元危機(jī)之后，Graciosa現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好測(cè)試，進(jìn)入其中的理論了。
“Graciosa之所以與眾不同，是因?yàn)樗幸欢ǖ拿娣e[超過60平方公里，大約4，500名居民]。當(dāng)小的島嶼或多或少都在向100%的可再生能源時(shí)，情況就完全不同了因?yàn)樘柲茉谀撤N程度上比較容易，而且它們的波動(dòng)要小得多?！?
Hiersemenzel說：“Graciosa有村莊，工廠，一個(gè)奶牛場(chǎng)，所以你有一個(gè)負(fù)荷跳躍，這確實(shí)使它與眾不同。”原計(jì)劃Graciosa將達(dá)到100%的可再生能源，但Younicos發(fā)現(xiàn)，仍然需要一臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來應(yīng)對(duì)風(fēng)能和太陽所不能提供的的惡劣天氣。
與經(jīng)濟(jì)上設(shè)想的儲(chǔ)能量相比，可再生能源過剩也會(huì)造成這種的結(jié)果。盡管如此，軟件平臺(tái)提供商Greensmit的john jung 堅(jiān)持認(rèn)為該項(xiàng)目的重要性。他說：“Graciosa可能代表著世界上任何地方最先進(jìn)的微型電網(wǎng)，并且反映出電網(wǎng)的復(fù)雜程度。像諧波和動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定等問題可能會(huì)削弱高可再生能源的滲透率，特別是在Graciosa，那里的大部分發(fā)電很可能來自風(fēng)能和太陽能?！?
“這就是為什么我們會(huì)密切關(guān)注這些問題、挑戰(zhàn)和需求，但我們確保我們的專業(yè)知識(shí)、挑戰(zhàn)和需求，但我們確保我們的專業(yè)技術(shù)以及我們的整合和設(shè)計(jì)，但我們的全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際上可以實(shí)時(shí)減輕這些風(fēng)險(xiǎn)，我指的是毫秒?！?
Graciosa項(xiàng)目將太陽能、風(fēng)能、儲(chǔ)能和熱能發(fā)電集成在一個(gè)管理軟件平臺(tái)下。圖片：Howard Scott。
