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澳大利亚可再生能源机构对储能技术进行分析 储能的成本低于大多数人的想象

来源: 刘伯洵 储能网 2018-12-13 21:47:22
澳大利亚可再生能源机构对储能技术进行的分析调查表明,目前储能的成本低于大多数人的想象。

该报告强调,没有万能的解决方案可以满足所有储能需求。因为不同的储能技术适合不同的时间框架,但没有理由认为它比使用化石燃料更昂贵。事实上,其成本可能会低得多。

一项名为“可调度可再生电力选择比较:有序过渡技术的比较”的研究报告发现,无论储能需求是1小时、5小时、24小时,还是几周,都会提供一个可再生的储能选项,其成本不会超过风力发电和太阳能发电本身的1.5和2倍。

鉴于预期风力发电和太阳能发电成本将继续下降,而且随着电网接近零排放的目标,以及可能采用100%的可再生能源,需要大量储能系统,这一点非常重要。但愿到2050年这一切能如愿以偿。  

该报告证实了许多人可能认为显而易见的事实:与太阳能发电或风力发电相结合的电池储能系统是短时间储能框架(以及许多电网服务)成本最低的选择,而抽水蓄能电站是大约6-24小时储能成本最低的选择,可以与太阳能热储能技术进行竞争。而对于长期储能来说,采用氢气储能和生物质储能是成本最低的选择。

该报告明确指出,电网正在从“旧世界”向“可再生能源主导的世界”转变,旧世界以煤炭发电为主,天然气发电成本更高一些,而可再生能源发电以成本较高的储能系统或可调度发电为主。这就是彭博新能源财经公司创始人Michael Liebreich所描述的围绕“基础成本”可再生能源建立的系统。

但好消息是,这种基于可再生能源的现代化发电系统的成本比化石燃料发电系统更低,并且没有燃料和碳价格相关的风险。

“采用煤炭发电和天然气发电的电力资产混合不太可能比可变可再生能源和可调度可再生能源的混合成本更低。”ITP Power的主要作者之一Keith Lovegrove表示。

这项研究也对“技术中立”的观点提出了挑战,这一点尤为重要,因为澳大利亚联邦政府开始一个快速过程来交付新的“可调度的”发电——不同的存储时间将交付完全不同的答案。

报告指出,“没有单一的赢家,在每一个时间尺度上,有多种选择属于成本最低的区间。未来可能成本最低的电力系统解决方案是可变和可调度的可再生技术、持续时间和地点的混合,其平均电力成本显著低于单独可调度发电。”  

但Lovegrove更进一步说,在过渡时期,上图中突出显示的类型:“即使不关心排放,在澳大利亚建立新的燃煤发电厂也没有根据。 ”

该报告还提到了澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)和Alan Finkel开展的其他工作,Finkel研究了随着系统转向越来越多的可再生能源所需的储能水平。

这项最新研究的重点是成本。应该指出的是,由于这个调查报告花费很长时间,它主要基于2017年的调查数字,将太阳能发电的平均成本定为略高于60美元/MWh。而目前,太阳能和风能的成本已经下降了10%,甚至更多。

尽管如此,其结果仍然充满希望,并且对于实现这种转变的能力带来了极大的信心,而不会受到技术怀疑论者所谴责的高昂成本的影响。

Loveg表示,这项研究最大的惊喜是,在任何时间尺度上,可再生能源的成本总是不会超过非再生能源的两倍。“我们不是试图挑选市场赢家,而是试图找到尽可能多的选择。”他说。

在更短的时间内,与风力发电场或太阳能发电场配套使用的电池储能系统,或位于电网上的战略位置以“平衡”可变可再生能源的电池储能系统,都可以成为最佳选择,特别是在大约半小时的储能水平。随着产量的增加,预计电池储能成本将大幅下降。

报告指出:“这表明,在资源水平突然变化的情况下,短时储能的电池储能系统特别适合于平滑风力发电和太阳能发电,以降低斜率。而与其他选择相比,电池储能系统保持约3小时的时间仍具有竞争力。”  
 

对于太阳能发电、风力发电和抽水蓄能来说,6小时的储能系统具有竞争力,虽然它是一种成熟的技术,在将来降低成本方面没有提供多少帮助,但整个组件的成本将下降,因为风力发电和太阳能发电的成本将会下降。

•太阳能热储能系统,例如在奥古斯塔港建设的熔盐储能的光热电站,以及摩洛哥部署的世界规模最大的这种储能装置,从安装大约6小时储能系统以及更长时间来看也具有一定竞争力,并具有随着时间推移进一步降低成本的前景。

•从长远来看,当以数天或数周的时间讨论储能需求时,除了生物质储能之外,基于氢气的储能系统可以提供成本最低的储能形式,但由于一些原因可能存在问题,例如原料供应有限。

然而,在不考虑未来风能和太阳能以及储氢技术的成本下降的情况下,以低于200美元/MWh提供电力的前景也是如此。煤炭发电通常被认为成本低得多,但它总是需要成本昂贵的天然气发电提供支持。

•还有更明智的需求侧选择,可以进一步降低总成本。例如需求响应措施,日常负荷转移、甚至削减太阳能发电和风力发电以确保稳定的产出。报告指出,“如果超过这个范围,紧急需求响应能力采购计划表明,对于每年最多使用10次的4小时储能来说,这比只是为此目的安装的可调度再生发电机成本更低。”

报告指出,“鉴于该研究发现可调度可再生能源发电的电力供应平准化成本(LCOE)是太阳能发电或风力发电的1.5至2倍,因此通过将风力发电或太阳能发电削减50%的成本来实现一定程度的可调度性可能是一种经济上合理的方法。

这与将短期电池储能系统添加到太阳能发电或风力发电厂相比具有一定的可比性或互补性,但它显然无法提供战略性的可调度发电。”

报告总结道,“有多种选择可以提供可靠并且完全灵活的电力混合,其成本为每MWh为90-130美元,其中一些选项低于50美元/MWh。其总体信息是,各种可供选择的可再生电力都具有成本效益最高的时间,而且这些时间有相当程度的重叠。

鉴于场地和项目的不确定性和变化范围,将一种技术确定为给定时间尺度的‘最佳’通常是不正确的。事实上可以说,就可调度的可再生发电而言,澳大利亚有着更多的选择。

最重要的是现在要进行规划,可调度的可再生能源每年大约25%的增长率可以跟上煤炭发电厂退役的步伐,并有序过渡到采用大部分可再生能源。”
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