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公用事业公司开始投资大型电池,而不是建造新发电厂

2023-07-17

储能在成本和性能方面都击败了新建筑。

由于成本不断下降,锂离子电池 在电动汽车、计算机和消费电子产品等一系列应用中占据主导地位。

您可能只有在笔记本电脑或手机电量耗尽时才会考虑储能,但公用事业公司可以将更大的版本插入电网。并且得益于锂离子电池价格的迅速下降,利用储能来扩展发电能力。

根据我们对北卡罗来纳州储能成本和性能的研究,以及对未来几年储能可能发挥的潜在作用的分析,我们认为公用事业公司应该为廉价电网规模电池的出现做好准备,并开发灵活的、长寿命的电池。将为消费者省钱的长期计划。

随着煤电厂、核电厂和一些天然气电厂的关闭,2019 年美国新增的公用事业规模发电量将通过天然气、风能和太阳能发电。 美国能源信息署

高峰需求价格昂贵

消费者的用电量根据一天中的不同时间、工作日和周末以及每个人工作时的季节性和每年而变化。

这些变化可能很大。

例如,许多地区消费者用电量最多的时间几乎是他们通常消耗的平均电量的两倍。公用事业公司通常通过建造天然气发电厂来满足高峰需求,因为天然气发电厂的建设成本较低并且能够在需要时运行。

然而,仅仅为了满足高峰时段的需求而建造这些发电厂成本高昂且效率低下。这就像购买一辆大型货车,一年中只有你的兄弟和他的三个孩子来访时才使用它。

电网需要在需要时立即供电,并且一天中的使用情况变化很大。当并网电池有助于提供足够的电力来满足需求时,公用事业公司就不必建造那么多的发电厂和输电线路。

考虑到该基础设施的持续时间以及电池成本下降的速度,公用事业公司面临着新的长期规划挑战。

正如 2017 年的快照所示,电网规模的电池正在从东海岸到西海岸安装。资料来源:美国能源信息署,美国电池存储市场趋势,2018 年。

更便宜的电池

自 2014 年以来,美国每年新建的发电量中约有一半来自太阳能、风能或其他可再生能源。天然气发电厂占其余大部分,但在未来,该行业可能需要与能源存储竞争市场份额。

在实践中,我们可以看到天然气发电厂建设的步伐可能会因这种新的替代方案而放缓。

到目前为止,公用事业公司在电网规模的锂离子电池项目中只安装了相当于一到两个传统发电厂的设备,所有这些都是自 2015 年以来的。但在加利福尼亚州、德克萨斯州、中西部和新英格兰地区,这些设备正在使整个电网受益当消费者需要比平时更多的电力时,改善运营并弥补差距。


根据我们自己跟踪锂离子电池成本的经验,我们看到这些电池有可能大规模部署并扰乱能源业务。

当我们有大约一年的时间对北卡罗来纳州能源存储的效益和成本进行研究时,跟上技术进步的步伐并提高负担能力是一项艰巨的任务。

从项目开始到结束,预计的电池成本变化如此之大,以至于我们发现自己在最后急于更新我们的分析。

一旦公用事业公司能够轻松利用这些巨大的电池,他们将不需要那么多新的发电能力来满足峰值需求。


公用事业规划

即使在电池可以用于大规模能源存储之前,由于未来预期的不确定性,公用事业公司也很难制定长期计划。

例如,大多数能源专家并没有预料到,由于大约十年前开始的水力压裂技术的普及,天然气价格会急剧下降,也没有预料到它会激励公用事业公司逐步淘汰燃煤电厂。

近年来,太阳能和风电成本的下降速度远远快于预期,也取代了煤炭(有时甚至是天然气)作为发电能源。

我们在存储研究中学到的一些东西很能说明问题。

我们发现,北卡罗来纳州 2019 年锂离子电池的价格有点太贵,无法与天然气调峰发电厂(电力需求激增时偶尔使用的天然气发电厂)竞争。然而,当我们对 2030 年预计电池价格进行建模时,事实证明,储能是更具成本效益的选择。

联邦、州甚至一些地方政策是另一个不确定因素。例如,民主党立法者概述了绿色新政,这是一项雄心勃勃的计划,可以迅速同时解决气候变化和收入不平等问题。

无论国会发生什么,美国日益频繁的极端天气对公用事业公司来说也是昂贵的。干旱减少了水力发电量,热浪导致用电量激增。

洛杉矶 Scattergood 发电厂是计划于 2029 年关闭的三座天然气发电厂之一。 美联社照片/Marcio Jose Sanchez

未来

一些公用事业公司已经在投资能源存储。

例如,加州公用事业公司Pacific Gas & Electric获得了监管机构的许可,可以在旧金山附近建造一个大型 567.5 兆瓦的储能电池系统,尽管该公用事业公司的破产可能会使该项目变得复杂。

夏威夷电力公司正在寻求批准在全岛建立数百兆瓦储能项目。 亚利桑那州公共服务部门和波多黎各电力局也在研究存储方案。

我们相信这些和其他决定将在未来几十年产生影响。如果公用事业公司计算错误,花费数十亿美元建设他们不需要的发电厂,而不是投资于能源存储,那么他们的客户可能会支付超出应有费用的费用,以维持本世纪中叶的照明。