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​AES将要塞班岛建世界上最大的太阳光能 储能项

2019-11-08 13:51

根据SEIA的提议,到2030年,太阳能装机量仍将增加到每年77 GW,几乎是2018年安装量的8倍。虽然数量庞大,但这一估计意味着未来十年的平均增长率将达到18%。这不仅低于过去十年的平均水平,而且低于过去十年或更长时间内的任何一年。虽然如此放缓的增长率似乎是合理的预测,但很难看出这是雄心勃勃的。

夏威夷州一直是住宅太阳能和电池储能系统主要部署地区。夏威夷去年在一个较小的岛屿上部署了其首个电网规模太阳能 储能系统,其签署的22年电力收购协议的电力价格为0.17美元/千瓦时。

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正如我们所报告的,从2008年到2018年的11年间,太阳能的供电量增加了48倍,增长率为47%,这意味着它每两年增长一倍。2017年和2018年,由于投资税收抵免预期结束带来的“后遗症”和201条款对市场的干扰,这两种税率有所放缓,但这些都是短期、而非长期的挑战。

完全集成的Lāwa项目将支持三个配电的重要场景——它允许太阳能发电供应电网的同时向系统充电,在用电高峰期将存储在电池系统中的电力输入电网,可以调度太阳能和电池同时应答电网激增的需求。

随着数以百万的家庭开始使用电力存储系统,传统电力公司面临着两个选择:要么主动适应,要么被时代淘汰。拉扎尔指出,“这种演变不可避免,同时也很必要。”

因此,对于一些现在处于领先地位或有潜力快速增长的州来说,70%的数字似乎不错,包括加利福尼亚和南方的一些州。虽然5%-10%的数字是可能的,但它似乎是悲观的,当然也不像是野心。边际价值的下降与太阳能 存储的结合,反对太阳能达到这些高水平的理由之一是,随着太阳能水平的增加,它降低了户用电价,从而为电网提供了越来越少的边际收益。这一现象在学者杰西詹金斯的研究中尤为突出。

他补充说,该设施还将避免每年使用370万加仑的柴油。总的来说,KIUC的可再生能源投资组合从2010年的8%扩大到2018年底的50%以上,每年减少1500万加仑化石燃料的使用。

再以一个日常生活场景为例:很多人会在银行账户中储蓄,以备不时之需;但电力运营商并没有这样的“储蓄账户”,面对电力需求的波动,他们没有任何缓冲余地。而这正是替代能源的瓶颈所在。

然而,目前大规模太阳能和风能要么是最便宜的发电形式,要么迅速成为成本竞争力在整个美国大陆和夏威夷。此外,太阳能的成本下降速度快于风能,这并不令人惊讶,因为太阳能是一种半导体技术,每单位电力所需的钢铁、混凝土和其他重材料更少。此外,强制在新住宅和商业建筑上使用太阳能,就像加州和一些城镇所做的那样,有可能大大降低分布式发电的成本。

“Kaua采用了雄心勃勃的可再生能源授权,Lāwa项目将有助于减少对化石燃料的依赖而产生清洁、可靠和负担得起的能源,”AES总裁兼首席执行官Andrés Gluski说。

*“零缓冲”的电力网络

作者 阿斯兰

AES公司和Kaua Island公用事业合作社最近启动了Lāwa太阳能 储能项目,这是目前世界上最大的太阳能 储能系统。该项目由AES分布式能源公司拥有和运营,由一个28MW的光伏发电系统和一个100MWh的5小时储能系统组成,将帮助夏威夷实现到2045年实现100%可再生能源的目标。新的光伏发电系统将提供考艾岛约11%的电力,使该岛超过50%的电力来自可再生能源。

通常我们会在汽车油箱里的油耗尽之前补充燃料,但电力网络的工作方式与此不同。每年的不同季节,每天的不同时段,我们对于电力的需求都在不断变化。以英国为例,很多人会在肥皂剧《EastEnders》结束后烧开水泡茶,导致电力需求激增。电力运营商必须随时调整,以确保电力供应与用户的需求保持平衡。

最近在美国,众议院小组委员会,SEIA首席执行官阿比盖尔罗斯霍珀估计,要达到20%,一些州可能有70%的太阳能,而其他州可能有5%或10%。目前,太阳能的地理分布非常不均衡,三个州的年发电量有10%以上来自太阳能,而一些州仅获得一小部分。未来这种情况不太可能改变,因为一些州不仅拥有巨大的领先地位,而且拥有更多的太阳能资源、更高的电价,以及最重要的是部署太阳能的更大政治意愿。

AES目前正在太平洋导弹靶场设施——巴金沙地海军基地内,为KIUC在美国国防部租用的土地上新建19.3MW太阳能 70MWh电池储能设施。

美国已经有40个州出台了净计量政策,但这导致了电力公司和太阳能用户间的摩擦。为了更好地调整用电高峰期的用电成本,加州等地正在修改净计量率和相关法规。

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电网级的电力存储系统对电力公司来说很有价值,但特斯拉志不在此。它希望向家庭用户销售价值5500美元的Powerwall 2,据特斯拉宣称,这样一块电池可以供普通两居室家庭使用一整天。据雷锋网了解,如果将安装费用计算在内,Powerwall 2的成本高达7000美元。

当然,如果太阳能发电的增长率在未来12年恢复到40%以上,到2030年,太阳能发电将足以满足整个国家的电力需求。我们不认为这一点,而且所有主要的市场观察人士都同意太阳能的增长速度会放缓。

另外,总部位于旧金山的Clearway Energy集团已与夏威夷电力公司签署了一个电力购买协议,将在夏威夷瓦胡岛部署两个太阳能 储能项目,这两个太阳能发电设施的装机总容量为75MW。其电力购买协议已经提交夏威夷公用事业委员会审查。

电力存储系统的问世将削弱传统电力运营商的重要性。以特斯拉的Powerpack电力存储系统为例,它可以为数百户人家提供足够的电力。不过这些电力存储系统并不便宜。一个兆瓦级的Powerpack可以供750个家庭使用4小时,同时其成本也高达180万美元。不过,与升级传输线和其他设备的成本相比,它们还是很便宜的。

在我们的报道中,我们看到越来越多的太阳能和电池配对,无论是大规模的太阳能应用还是分布式应用。随着锂离子电池价格的持续下跌,我们认为这种组合不会在短期内停止。太阳能 储能模式的出现,消除了人们对边际价值下降的担忧,并表明太阳能可以提供灵活的电力来满足需求,就像天然气工厂一样。

Clearway Energy集团位于米利拉尼农业园区的Mililani I太阳能发电项目装机容量为39MW,位于威亚瓦地区的Waiawa太阳能发电项目装机容量为36MW。这两个项目还将分别部署电池储能系统。

*         特斯拉家庭储能系统Powerwall*

昨天,太阳能工业协会宣布了它所提出的目标:到2030年,太阳能将占整个美国的20%的电力,这是作为其“太阳能十年”计划的一部分。作为我们所知道的唯一的时,我们计算并公布了美国每年太阳能发电的部分。能源部每年都发布统计数据,作为一份仔细研究太阳能历史增长率的出版物,我们发现这个数字是一个合理的预测,但既不激进,也不雄心勃勃。

根据一项25年的电力购买协议,KIUC将以每千瓦时11美分的价格购买该设施的电力。比塞尔说:“用稳定的、价格较低的可再生能源取代化石燃料,有助于我们的合作伙伴保持尽可能低的价格。”

不久前,美国总统特朗普在白宫宣布退出《巴黎协定》,引发轩然大波。美国能源基础设施实践总监Jonathan Mir表示:“特朗普政府无视全球气候变暖,仍然试图复兴煤电,但天然气价格暴跌已经宣示了煤电时代的终结。”可再生能源一旦变得比化石能源发电更便宜,用新型电力取代煤电便是水到渠成的事情。

太阳能工业协会制定的目标是,太阳能供应美国20%的电力。2030年的电力看起来更像是一个预测,快速脱碳的愿景来自气候运动和美国,而不是SEIA。

Clearway Energy 集团首席执行官Craig Cornelius表示:“我们为Clearway与夏威夷电力公司的合作以及在夏威夷的所有合作伙伴在可再生能源方面所做的工作感到自豪。而如今,夏威夷已成为美国国可再生能源发展的领导者。”

        在这场电力网络的变革中,马斯克不过刚刚迈出了几小步,但影响十分深远。他正在努力搭建一个“人人可以发电,人人可以用电”,同时家家户户(甚至电力公司)拥有大型储能电池的新型电力网络。这些大型储能电池可以在电力富余时存储电能,供电力紧张时使用。

夏威夷已经批准了太阳能电池系统容量与太阳能项目容量相匹配的太阳能 存储工厂的合同,价格为每千瓦时8至10美分。考虑到夏威夷的容量因素,这意味着光伏系统的大部分或全部电力可以储存在电池中,这些电池可以在白天或晚上的任何时候向电网供电。

“我们已经越过了50码线,终点区就在眼前,”KIUC的总裁兼首席执行官戴维·比塞尔在该电力设施的揭幕仪式上说。

        这场变革波及甚广,普通居民、创业公司以及拥有数十年历史的老牌电力公司都牵涉其中。但要说到其中最具远见卓识,以及收益最多的,还要数特斯拉的CEO埃隆·马斯克。除了大众所熟知的特斯拉电动汽车,马斯克还推出了太阳能屋顶发电系统,以及家庭储能系统Powerwall。

这两个太阳能项目是Clearway集团目前正在建设的三个太阳能发电项目的补充,并将于2019年完工。这五个项目的总装机容量为185MW,每年可以为瓦胡岛约62,000个家庭用户供电。

Mir认为这样的电池对大多数人来说并不经济实惠,难以在市场推广。Regulatory Assistance Project高级顾问吉姆·拉扎尔(Jim Lazar)认为,储能电池有用武之地,但前提是它能变得更加便宜。在美国,有许多由电力公司控制的热水器和制冰空调,它们会在非高峰用电时段工作。拉扎尔认为,价值5500美元的Powerwall存储的能量还没有这些价值500美元的热水器多。

煤电、水力发电和核能发电通常能产生稳定的电力输出,其他发电方式——比如越来越常见的天然气发电,供电部门也可以在用电高峰期时开启,以保证电力供应。但替代能源,尤其是太阳能发电和风力发电,只有在有阳光和风的情况下才能工作。这就使得供需匹配难以实现,晚上你下班回到家后正准备开灯,太阳能发电系统却早已停止了工作。

       输电网络建成至今已有一个多世纪,如今它正迎来有史以来最大的变革。以往,电力生产和分发的控制权被电力公司牢牢掌控,但未来它将分散到我们每一个人手中。

太平洋煤气电力公司在萨克拉门托以北50英里的一个变电站,安装了容量为2000千瓦时的电池,这块电池足以供375个家庭使用4小时。2000千瓦时是一个什么概念呢?大致相当于33辆雪佛兰Bolt电动汽车,或者36400台13英寸MacBook Pro笔记本电脑的电池容量总和。

         太平洋煤气电力公司的电网创新主管Vivek Narayanan对此描述道:“我们正在努力摆脱传统的单向电力网络,朝着未来电网进发。”

当然,电力网络的变革之路也很坎坷,但马斯克这样的企业家们正在奋力前行。如今,太阳能屋顶和特斯拉电动汽车已经走进了我们的生活,相信全新的电力网络也已经离我们不远了。(整理来源于网络)

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净计量政策的废除和调整可能会促使人们购买大型电池,用于储存家庭产生的电能,供用电高峰时段使用。这一做法正变得越来越普遍,最终可能会让储能电池更加经济实惠。南加利福尼亚州爱迪生先进能源储存集团高级经理Loic Gaillac预计,如果净计量率和相关法规发生变化,家庭电力存储将迎来爆发式增长。

特斯拉位于夏威夷考艾岛的太阳能设施

储能电池打破僵局

未来更加经济

目前,大多数屋顶太阳能电池板的用户仅需要为超出产生部分的电力付费——这种方案被称作净计量。这意味着,如果你使用的电能与你家的太阳能电池产生的电能一样多,就无需支付任何费用。这对消费者来说自然是一桩好消息,但电力公司可不这么认为。

据悉,还有两个更大容量的Powerpack系统也已经投入使用。其中一个位于夏威夷,容量高达52兆瓦时——相当于870辆雪佛兰Bolt;另一个则位于南加利福尼亚州,容量为80兆瓦时——相当于1330雪佛兰Bolt。

特斯拉认为,其电池工厂Gigafactory将在2018-2020年间实现满负荷运转,届时能将电池的成本再压缩30%。Mir指出,太阳能和风能在价格下降后便开始流行开来,电力存储也将遵循同样的规律。

       十年后,我们开灯关灯的场景,与我们父辈甚至祖辈所处的时代也许并无二致,但其背后的供电系统将截然不同。今天我们所使用的电力来自于大型集中式发电站,但十年后,它可能来自你邻居家的太阳能电池板。这些电能存储在你车库里的大型电池中,你下班回到家后即可使用。

不过,随着能源价格的变化,这一局面有可能发生变化。

Eos储能公司的首席执行官Michael Oster指出:“我们今天使用的电力网络,是以能满足最极端的用电情况为标准而设计的。如果我们拥有电力存储系统,那么只需要建设能满足平均用电需求的电力网络就够了。”

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关键词: 电力 太阳能 美国 夏威夷