燃煤发电厂退役能否成为促进储能部署的重要机会?

王熙 15570
文章来源:中国储能网    

调研机构IHS Markit公司分析师George Hilton在一份最新发布的调查报告中指出,煤炭发电作为一种廉价可靠且广为人知的能源技术,一个多世纪以来为传统发电奠定了坚实基础。鉴于全球为减少碳排放所作出的努力,燃煤发电厂的退役将从根本上改变能源格局,并可能留下巨大的容量空白,因此需要部署大量储能系统进行补充。

英国北约克郡塞尔比附近的Drax燃煤发电厂是英国最大的碳排放设施之一,其所有者计划采用天然气发电厂和200MW电池储能系统取代

IHS Markit公司在其主题为“多种能源技术缓解案例方案”的报告中预测,到2030年,全球每年退役的燃煤发电厂发电量至少45GW以上,2020~2030年总计将退役505GW。

在西班牙,燃煤发电厂的装机容量将从2019年的近10GW下降到2030年的不到1GW。为此,在西班牙运营13.7GW热电厂的公用事厂商Endesa公司日前宣布,计划部署总装机容量为1.7G的太阳能、风能和储能设施以取代该公司一座1.1GW燃煤发电厂。其中,电池储能系统装机容量为160MW。

发布的这一公告似乎是运营和投资实践方面的一个步骤性改变,有利于部署绿色能源技术,但这种替代不太可能成为现实。很可能取而代之的是混合发电资产(即天然气发电厂、太阳能发电和风力发电组合)填补燃煤发电厂留下的容量空白。间歇性可再生能源即使与储能系统结合使用,也难以在2030年之前以合理的成本提供燃煤发电提供的可靠性和可利用性。

但是在未来10年,储能行业的关键问题是随着燃煤发电厂的逐步淘汰,储能技术能够提供哪些功能?

燃煤发电厂在电网运营中起到三个关键作用:首先,作为基本负荷发电资产,可以稳定电网运营,因为具有非常高的可用性水平。其次,在冬季能够保证电力需求峰值期间的电力供应。最后,燃煤发电在稳定批发和平衡电力市场价格方面发挥了重要作用,因为它具有持续稳定的发电特性。

这些功能中的每一项都可以通过联合循环燃气发电机轻松有效地实现,并且成本低,碳排放量也较低。然而由于更加关注清洁能源发电问题,因此审慎的做法是研究如何在储能系统的帮助下通过可再生能源发电来满足这一需求。

储能系统受到的限制

由于受到天气条件的限制,间歇性可再生能源在某些时间是不可用的。尽管可以通过部署能系统来改善这一点,但其可用性仍然受到储能系统充电状态的限制。这是因为储能系统充电状态管理策略的限制或长期缺乏相关可再生能源产生的能量。在装机容量足够大的情况下,储能系统可以使可再生资源具有可调度性。然而,实现这一目标所需的持续放电时间(8小时以上)以及与其配套部署的可再生能源发电设施的可能规模过大,这将使其成本显著高于天然气发电设施。基于短时储能技术和成本的限制,这使得储能系统不可能实现长时储能。然而,共址部署的储能系统可能发挥越来越大的作用,尤其是随着可再生能源渗透水平的提高。随着燃煤发电厂的退役,这很可能成为储能部署的主导因素。

为了提供更多的容量,储能系统成为一种竞争性的解决方案。电池储能系统在全球各地的容量市场上取得了成功,特别是在美国、英国和法国。持续放电时间为一到四个小时的储能系统在满足峰值电力需求方面发挥着越来越重要的作用。随着可再生能源渗透率的提高,这些市场的规模和重要性以及储能部署的机会将大幅增加。在必须保证足够的发电量以确保电力供应安全时,这将导致储能系统成为一项关键技术。

随着燃煤发电厂的退役,以及可再生能源发电比例的不断提高,批发能源价格将变得更加不稳定,这为储能系统参与电力批发套利和电网平衡创造了越来越多的机会。这尤其可能出现在未来几年太阳能发电普及率很高的市场中,因为太阳能的发电特性是可以预测的,并且与传统的能源需求状况不太吻合。澳大利亚和英国的现有储能项目正在通过市场交易,成功地摆脱了只依靠合同规定提供辅助服务以获得收入的局面。在美国加利福尼亚州,批发收入流在储能资产收入中所占的份额越来越大。

技术转移

储能系统和可再生能源发电设施的结合能够实施燃煤发电的所有关键功能。它能够平衡批发市场,并在一定程度上通过提供峰值容量来确保电力供应。随着可再生能源渗透率的提高,共址部署也将是储能行业发展的一个主要机会。

如果政策制定者优先考虑清洁能源发电,那么在全球装机容量为505GW的燃煤发电厂退役后,储能系统将成为重要的角色。这将标志着储能技术从用于有限应用的技术类别转移到电网技术组合的重要部分。

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