据外媒报道,在今年1月27日-2月2日的这一周,美国东部和中部地区遭遇极度严寒的恶劣天气,几乎所有可以运行的发电厂都受到了低温的影响。
能源分析师为此开展一个具有意义的调查:那就是如果电网完全依赖可再生能源供电,那将会发生什么?需要部署多少容量的电池储能系统来保持正常供电?
根据电力生产和需求的数据,他们展示了采用100%可再生能源构成的电网,一半电力来自风能,一半电力来自太阳能,如果没有足够的风能或太阳能完全为电网供电,那么意味着需要部署大量的储能系统来满足高需求。
“需要在更多地方部署更多电池储能系统。”调研机构Wood Mackenzie Power&Renewables公司研究主管Wade Schauer表示。他是该调查报告的共同撰写人。
“很多”是多少?
Schauer的调查分析表明,包括美国新英格兰、纽约州、大西洋中部、中西部和南部部分地区在内的电网,其所需要的储能装机容量将从目前的约11GW增加到277.9GW。这大约是Wood Mackenzie公司预测2040年美国储能装机容量的两倍。
部署储能系统是解决电力难题的关键,而美国实施绿色新政的城市、州和支持者都在谈论在几十年内实现采用100%的可再生能源的目标。但是需要对电网进行改造,以满足最热和最冷天气的需求,这项任务将涉及风力、太阳能、储能,以及州际输电线路的大量建设。
电力系统的发展演将是时断时续的过程,随着化石燃料逐渐被淘汰,风能、太阳能和储能的发展速度与不断变化的经济和技术因素密切相关。Wood Mackenzie公司的调查者将极度严寒事件期间的电力供应的表现作为主要分析的一部分,并从广义上说明了不同选择的后果。
需要的不仅仅是电池储能系统
分析报告指出,完全采用风能和太阳能的电网需要为风力和太阳能不足的时候做好准备。
在1月27日-2月2日极度严寒的这一周,分析师测试了采用50%的风力、50%的太阳能的电网,认为将有长达18小时的电力缺口,其中可再生能源没有产生足够的电力来满足电力需求,所以需要通过部署储能系统进行补充。
电网必须设计成在可用时最好地利用风能和太阳能,并在这些资源提供的电力超过供电需求时存储多余的电力,这是当今大多数电力系统管理方式的根本转变。
“在现代电网中,所有先进技术都致力满足更多灵活性的各级需求。”监管援助项目负责人、缅因州公用事业监管机构工作人员David Littell说。电网运营商必须提供相应的电力来满足不断变化的电力需求。虽然化石燃料发电厂可以根据需要增加或减少,但太阳能发电和风力发电的可控性较低,这就是储能系统成为采用太阳能和风能的电网重要组成部分的原因。
由于电池价格暴跌,目前储能部署的大部分增长都来自电池储能系统。然而,现有的大部分储能容量都来自抽水蓄能,并且大多是几十年前开发的项目。其他类型的储能系统包括压缩空气储能系统、飞轮储能和多种类型的热储能。
Schauer指出,为了满足需求,储能技术的进步将不仅仅是电池,还可能包括尚未开发的技术。
他认为,到2040年,尽管政策变化和技术进步将得以正确结合,实现向无碳电网的全面过渡。但很难想象在2030年绿色新政的时间框架内如何实现这一目标。