能源储存与尖峰燃气电厂谁划算,南澳试算见真章

作者: | 发布日期: 2017 年 09 月 11 日 11:19 | 分类: 产业资讯

随着锂电池产能开出、价格持续下探,产业界逐渐有共识能源储存的成本将如同先前的风能与太阳能一样快速下降,这也引发了一个新辩论:尖峰负载使用传统的尖载燃气电厂来应付,跟使用电网级能源储存,哪个比较划算?

许多研究机构、学者已经以各种模型进行试算,而南澳也提供了一个比较的机会,2016 年5 月,南澳关闭州内最后一座燃煤发电厂,风能与太阳能占总能源来源比率高达46%,预期到2025 年还会升高到67%,这使得南澳面临相当大的能源转型挑战,极端气候更对南澳的电网造成重大负担,2016 年9 月、2017 年2 月,南澳电网都因极端气候造成供需失衡而发生大断电,因此,如何应对尖峰压力,成为南澳的重要课题。

2017 年8 月,伍德麦肯锡(Wood Mackenzie)为首的顾问团队以南澳情况试算,在目前,不论以纯粹电力供应来看,或是考量尖峰应对能力,天然气都还占上风。电力供应均化成本部分,天然气价格要高涨到每MMBTU 13 澳币,复循环燃气发电成本才会与风能、太阳能相当,不过澳大利亚天然气价格近年来处于低档,上次达到13 澳币左右已经是2008 年中的高峰 ,2009 年以后天然气价格大体上在每MMBTU  7 澳币以下,2014 年中以后更在5 澳币以下。而在每MMBTU 7 澳币的天然气价格下,当前不论既有或新建复循环燃气发电,都比太阳能、风能有竞争力。

而若考量尖峰应对能力,几种选项中,不论是太阳能配合能源储存系统,或是纯粹的电池能源储存系统加计充电费用,都还比应对尖峰的开放循环燃气发电厂(Open Cycle Gas Turbine,OCGT)的成本来得高出许多。

然而,随着太阳能、风能、电池成本逐年快速下降,到了2035 年状况已经不同,以尖峰应对来说,电池储能的成本已经可望成为几种方案中最低,太阳能加上能源储存系统的成本也可与尖峰燃气发电厂在天然气每MMBTU 7 澳币价格下的成本相当。纯粹比较电力供应均化成本部分,太阳能与风能也都已经比复循环燃气发电更便宜。

太阳能加能源储存可能会成为主流

另一方面,就应对尖峰以及电网各种意外状况的能力来说,电池储能系统的反应速度仍然远比燃气发电厂更快,这使得即使电池尚未降价到可让纯粹转移用电时间的应用在经济上划算,却已经可先做为各种稳定电网功能的应用使用,这样的发展路径,可让电池储能产业的发展障碍相形降低。电池业者也正积极游说电力公司,表示就整体商业模式来看电池储能更为划算,因为电网建置一座尖峰燃气发电厂,每天只在尖峰时使用,大多数时间闲置,结果是要摊提10 年才能摊提完成。

以南澳的状况来说,每天电力供需有两个障碍处,一是凌晨2~4 点时,因为电力需求低而造成复循环燃气发电必须关机,二是傍晚5~7 点时,太阳已经下山,但住宅用电却是高峰,造成电力供给缺口,尤其每年2 月时缺口最大,往往需要自邻州输入电力。使用能源储存,将可把凌晨的多余电力储存起来,供给傍晚尖峰使用。只要设置400 百万瓦,160 万度的电池能源储存,就能完全不需输入电力或启用尖载燃气发电厂。若这个预期成真,对天然气与燃气发电产业来说可就会是个坏消息,不过燃气发电不会完全消失,因为电网为了安全因素,会保留部分尖载燃气电厂做为备援。

无独有偶的,美国能源部所属的国家可再生能源实验室(NREL)也于2017 年  8 月发表分析报告指出,太阳能搭配能源储存系统就当前来说,在经济上都不如单独的太阳能划算,不过,到了2020 年,状况很可能会有所不同,假设2020 年太阳能渗透率达15%,直流太阳能电池与电池储能系统考虑联邦税务补贴后将胜过单独太阳能系统,而若是太阳能达24%,则各种太阳能加上能源储存系统,都将远比单独太阳能划算。

不同地理条件下的试算会有所不同,但大趋势是一样的,也就是当太阳能占电力来源比例越高,能源储存的重要性与经济效益就越高,到2020 年时,太阳能加能源储存很可能会成为主流。

不论是探讨能源储存取代尖峰电厂的可行性,或是计算太阳能搭配能源储存,大趋势都相同,各产业调研机构已经逐渐重视电池成本快速下降,以及能源储存系统能够对电网有多种裨益的效益,继太阳能与风能成本大降对能源领域造成剧变之后,电池成本的快速下降将紧接着成为另一个重大改变因素。

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