長時儲能重要性將繼續(xù)提高 熱儲能或將成為選擇

如今，隨著消費者對能源需求的增長和變化，管理電網需求變得日益復雜。新的分布式能源正在以更快的速度開發(fā)和整合，而可再生能源發(fā)電及其上網運營速度超出了人們預期。所有這些因素使得公用事業(yè)公司在需要的時間和地點方面滿足電網需求變得更具挑戰(zhàn)性。

隨著電力系統(tǒng)越來越多地采用可再生能源，并逐漸淘汰化石燃料發(fā)電，儲能系統(tǒng)已經成為解決分布式可再生能源快速增長和變化的一種解決方案。因此，儲能部署的增長是由市場驅動，并且美國聯(lián)邦政府和越來越多的州政府也在鼓勵和監(jiān)管這種增長。

2018年初，美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(FERC)發(fā)布了第841號命令，要求美國區(qū)域輸電組織和獨立系統(tǒng)運營商消除電池儲能系統(tǒng)在批發(fā)市場中的參與障礙。美國能源部推出了一項3000萬美元資助項目，用于資助長時儲能技術的研究項目。截至2019年6月，由加利福尼亞州、馬薩諸塞州、紐約州為首的15個州制定了儲能政策，旨在通過鼓勵進一步開發(fā)和整合儲能新技術來實現積極的碳減排目標。

調研機構Navigant Research公司的一份調查報告指出，“隨著可變輸出可再生能源的快速增長，電網穩(wěn)定性和效率的問題對電網運營商來說變得更加顯著，因此用戶對部署長時儲能系統(tǒng)的興趣正在上升。”

放電4小時或更長時間的儲能系統(tǒng)通常被稱為長時儲能系統(tǒng)。目前，市場上有多種長時儲能技術。一種經過多年驗證的長時儲能技術是熱儲能(TES)。與鋰離子電池儲能系統(tǒng)相比，熱儲能(TES)系統(tǒng)增加了使用時間的靈活性，具有更大的容量和更長的放電周期。例如，在商業(yè)和工業(yè)(C&I)領域中的冷凍食品倉庫中熱儲能(TES)系統(tǒng)的裝機容量為350～500kW，每周6天運營，其平準化電力成本(LCOE) 低于每千瓦時2美分。

僅在美國就有2,200多個冷藏倉庫、40,000多個超市和620,000多家存放冷凍食品的餐館，這種冷鏈對于工業(yè)負荷要求最高，是美國第三大電力消費用戶。在單個商用冷凍設施中(平均面積為15,000平方英尺)，熱儲能(TES)設施能夠存儲100kW以上的電能，并放電5小時(接近600kWh)。在單個工業(yè)冷凍設施中(平均面積為100,000平方英尺)，熱儲能(TES)系統(tǒng)可存儲近400kW的電能，并放電10小時(接近3.8MWh)。

熱儲能(TES)系統(tǒng)通常由兩個非機械組件組成：基于云計算的控制和監(jiān)控系統(tǒng)以及相變材料(PCM)的密封蓄熱單元。該系統(tǒng)可快速輕松地安裝在現有的商業(yè)和工業(yè)(C&I)設施中，無需額外空間，可延長冷凍機的使用壽命，無往返效率損失，可回收100%能量。其平準化電力成本(LCOE)低于每千瓦時2美分，遠低于傳統(tǒng)的鋰離子電池儲能(每千瓦時約為19美分)。

美國各地的一些公用事業(yè)公司都在積極采用熱儲能(TES)技術。例如，馬薩諸塞州Eversource公司部署的一個需求管理項目為了滿足4小時的峰值需求，部署8個熱儲能(TES)系統(tǒng)。

另一個由加州公用事業(yè)委員會新興技術協(xié)調委員會與圣地亞哥天然氣和電力公司合作部署的公用事業(yè)項目位于圣地亞哥食品倉庫，該項目與現場太陽能發(fā)電設施配套部署。其運營結果為：電網夜間能耗降低95%，制冷能耗每年減少39%。

隨著越來越多的可再生能源發(fā)電設施并入電網，以及清潔能源的選擇得到監(jiān)管和激勵，長時儲能的重要性將繼續(xù)提高。而熱儲能系統(tǒng)為能源密集型行業(yè)提供了極低平準化電力成本(LCOE)，相信這種獨特的儲能技術在未來將得到更廣泛的部署。