大規模電池儲能在今天的電網中扮演何種角色？

 世界上部分地區正在以史無前例的速度布置電網規劃的儲能，迄今，這些儲能設備對它們想解決的問題起到了哪些效果?

儲能“迸發年”

“2021年是儲能職業的迸發年，證明了在公用事業規劃上，電池儲能是一種可行的、靈敏可靠的能量來源，”三菱電力美洲公司儲能解決計劃高檔副總裁ThomasCornell在最近的采訪中表示。

美國、英國和澳大利亞等搶先的商場上現已布置了大約6500MW的并網電池儲能，其間大約三分之二是在2021年投運的。

但大多數人都以為，盡管裝機容量如此之高，首要支撐儲能的仍然是它的功率，而不是能量。

“當今，儲能首要是作為一個備用體系，”EPRI分布式能源和儲能主管HareshKamath說：“現在儲能有必定期望可以更多地承當起可再生能源負荷的搬運使命，但就它現在的數量而言，可以發揮的效果是有限的。”

將可再生能源宣告的電能從發電頂峰搬運到需求頂峰將是儲能長期、首要的收益來源，但這種形式現在還處于初級階段，即使是在能量時移現已開端開展的當地，例如加利福尼亞州，儲能搬運的也不必定是可再生能源宣告的電能。

加州獨立體系運營商CAISO

作為迄今為止最成熟的儲能布置商場，CAISO電網是一個抱負的起點，因為其體系上有超過2700MW的并網儲能裝機。因為CPUC的一些規定，要求公用事業和其他負荷服務實體必須采購電網靈敏性資源，這兒的儲能職業現已完成了起飛。

CAISO儲能部門經理GabeMurtaugh表示，加州的儲能設備現在定時地將多達6000MWh的電能從一天中的賤價時段搬運到高價時段，有助于抑制加州每日電力需求形成的“鴨型曲線”。

可是，Murtaugh提到，這種能量時移首要搬運的是賤價但高污染的燃氣發電資源，“在一些可再生能源發電過剩的時段，儲能必定吸收了一部分可再生的電能，但還需求幾年，儲能才能以可再生能源作為其首要的充電電能。”

CAISO最近宣告了儲能在2021年7月俄勒岡州Bootleg野火產生時的效果，其時在連接各地區的三條輸電線路癱瘓后，CAISO調度了大約1000MW的儲能資源來幫助堅持照明。

“咱們現在常常看到一些5分鐘的調度距離，這些時段內基本上所有的儲能資源都被電網調度，總計將近3000MW，跟著更多的儲能體系并網，這個數字在夏天還會增加，”他提到。3月份CAISO電網的峰值需求為28971MW，這意味著儲能在不同的時間段將至少承當10%的負荷。

CAISO估計，到今年夏天將有大約4000MW的儲能設備投運，這將進一步幫助減輕野火災禍對電網安穩性的風險。其時在Bootleg野火產生時，只要大約1500MW儲能裝機容量。

德克薩斯州電力可靠性委員會ERCOT

德克薩斯州現在引領著美國可再生能源職業，裝機容量到達45077MW，首要構成是風電，是第二名加利福尼亞州裝機容量(22929MW)的兩倍。

這為德州的儲能職業發明了一個巨大的機遇，可以參加動搖的電力商場，幫助電網削峰填谷平抑動搖，解決電網不平衡問題，儲能+風電形式有望在未來幾年成為其商場的一個重要驅動力。

德州和加州體系集成商FlexGen的事務開展高檔副總裁JasonAbiecunas說，儲能的首要收入來源之前一直是調頻服務，特別是呼應備用服務(ResponsiveReserveService)和固定頻率呼應(FirmFrequencyResponse)。

然而在現在，英國儲能投資者GoreStreetCapital的首席執行官AlexO"Cinneide說，當地儲能供給調頻服務堅持電網平衡與電量買賣之間的比例接近1:1。

依據電網運營商ERCOT在2021年末發布的數據，在本報告撰寫時，德州或許有大約1300~1800MW的并網儲能裝機。

可是，Abicunas說，現在沒有跡象表明調頻輔佐服務商場會很快到達飽滿，它仍是德州儲能開展的首要驅動力。

盡管2021年2月德州的毀滅性風暴奪去了數百人的生命，但這段時期仍展現了德州電網儲能的潛力。

Abiecunas說，“咱們都看到了儲能在這一危殆時期可以供給的巨大價值，這是一種可以供給電網部分安穩性的資源，當電網需求時，可以依托儲能來供給各種服務，以滿意其時電網的需求。”

今年2月，另一場風暴在美國暴虐，但電力體系堅持了平穩運轉，他說：“其時電網狀況良好，儲能設備發揮了應有的效果，所有體系一切正常。”

英國/愛爾蘭

2021年，英國布置了約446MW的電池儲能，現在，總并網儲能裝機容量到達了1700MW。

“咱們大多數情況下需求的是電池的功率，而不是它們的能量，它們處于待機狀態，以備不時之需，因而，就它們在動態遏止(英國的一種調頻輔佐服務)等服務中充放的電能而言，電池的實踐利用率的確很低，”商場情報公司ModoEnergy的首席分析官RobynLucas說。

調頻服務的總容量略高于1000MW，首要是為儲能設計并由儲能主導。依據Modo的數據，英國的三種調頻服務，動態遏止(DC)、固定頻率呼應(FFR)和增強頻率呼應(EFR)，在2021年占了電池儲能收入的90%以上，但在今年年末也開端產生改動。

“現在電能批發商場上有很多時機，因為商場價格一直很不安穩，”O"Cinneide說，“英國儲能的最佳營收計劃仍然是供給80%~85%的電網平衡事務，10%的容量買賣和5%~10%的電能量買賣。”

儲能也正在成為英國國家電網公司推出的容量商場拍賣中一個引人注目的人物，在最近的2025/26年的容量拍賣中，1094MW的電池在總計27632MW的招標中勝出，占到2.5%。

盡管儲能現在在電網平衡機制中的效果還很小，但這是英國電網短期內平衡電網的一個重要手段。儲能參加電能批發商場的買賣，有助于抑制電價動搖，從體系的角度來看，這是有利的。

愛爾蘭的儲能布置水平則要低得多，但仍有值得注意的方面。2021年5月，當愛爾蘭電網頻率跌落到正常規劃以下時，兩個共37MW的電池儲能體系介入，這是愛爾蘭多年來最長的頻率跌落事件，電網超出49.9Hz-50.1Hz的規劃超過了14分鐘。

西歐

在儲能布置方面，西歐稍微落后于英美和澳大利亞。商場情報公司EnAppSys的主管Jean-PaulHarreman說，法國有大約300MW的并網儲能裝機，德國有大約600MW，荷蘭和比利時各低于100MW。

這些儲能大部分用于供給頻率遏止，這是一種頻率呼應服務，需求在頻率跌落后30秒內啟動。

可是，因為西歐的儲能規劃較小，到現在為止還沒有儲能在維護電網安穩方面發揮關鍵效果的事例。他說：“需求三到五年的時間，儲能才會開端顯現出效果。從長遠來看，儲能有或許削減商場的動搖，首先將在分布式電網的終端發揮效果。因為電池充放電之間存在必定的電價差異，儲能將企圖捕捉兩個最極點的電價。”

澳大利亞

澳大利亞電網運營商AEMO期望有更多的儲能參加到輔佐服務商場。但這是一個單薄的商場，總量只要約800~820MW，其間包含600MW的頻率調理輔佐服務(FrequencyControlAncillaryServices)，因而，布置的儲能越多，調頻服務的價格就會跌落。

依據澳大利亞CornwallInsight公司的管理顧問BenCerini的說法，現在大約有580MW的電網規劃儲能裝機，估計到2030年將大約有15GW(還有30GW的分布式資源，包含房頂光伏)。今天，儲能在頻率調理輔佐服務中占有的商場份額約為25%。

他說，今天，澳大利亞電網規劃儲能的80%~90%的收入都來自頻率調理輔佐服務，只要剩余的10%~20%來自電能量買賣。儲能商業形式的經濟可行性還沒有得到證明，但這種情況在未來或許會產生改動。

他說：“午間和晚頂峰之間的電價差將在未來繼續增加，特別是跟著更多的房頂光伏并入電網。

應戰和結論

除了儲能開發商和業主在收益方面面對的各種應戰外，電網和配網運營商在儲能容量不斷增加的情況下，也面對著一些自身的問題。

很明顯，盡管咱們在2021年看到了很多的儲能布置，但儲能離真正完成可再生能源的能量時移還有一段距離。

但正如前文所述，它經過以頻率呼應的方式作為備用電源的效果對電網的運轉非常重要。對頻率跌落的即時呼應、技術故障或是極點天氣事件，都為儲能的效果供給了詳細的事例。

跟著時間推移，有一個明顯的趨勢是儲能更多地參加電能批發買賣，逐漸開端參加一些可再生能源的能量時移，但它現在還處于初級階段。跟著更多可再生能源并網，咱們將在未來幾年越來越多地看到儲能在電力體系脫碳中發揮的重要效果。CNESA

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電池儲能

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