加州做出了投资低成本可再生能源的“明智选择”,而关键是现在如何最好地利用这些资产。
铁空气电池储能初创厂商Form Energy公司的研究团队在一份调查报告中指出,加利福尼亚州正在寻求一些世界上最激进的可再生能源部署和脱碳途径。然而,这些巨大的进步也为储能系统带来了需要解决的一些关键挑战。
为了迅速实现电网脱碳,加州做出了明智的战略选择,致力部署电网规模的可再生能源,这样该州就可以摆脱成本更昂贵和污染更严重的化石燃料发电厂。
从2010年到2020年,加利福尼亚州的太阳能和风能发电的比例从3.4%增加到近22.7%。该州计划继续保持这一增长势头,并预计到2030年再部署16.9GW太阳能发电设施和8.2GW风电设施,以满足能源需求并避免在成本高昂的夏季采用化石燃料发电设施的电力。
但有时并不总是需要这么多电力容量,导致在电力需求较低的期间减少或丢弃多余电力。由于没有部署低成本的长时储能系统,加州客户的明智投资是继续部署更多的可再生能源以满足高峰值电力需求,并避免在昂贵的夏季月份燃烧化石燃料。
但是在某个时刻,在需求较低时期产生的过剩能源将成为该州利用储能系统的机会。为什么确信这一刻已经到来?首先,可再生能源削减量的增长速度比预期的要快且持续时间更长——有时会持续数天。其次,低成本、长时储能(在这里的定义为大于8小时)和多日储能(在这里的定义为大于24小时)技术正在进入市场。
这些长时储能技术有望为加利福尼亚州带来长期利益,包括电网的可靠性和弹性、在恶劣天气事件或季节都能使用的可再生能源、改善当地空气质量、创造就业机会,以及促进当地经济发展。
储存数小时至数天过剩可再生能源的机会
为了了解可再生能源削减的动态,Form Energy公司分析了加利福尼亚独立系统运营商(CAISO)的数据,详细说明了2014年5月1日至2022年5月31日期间加利福尼亚州削减的可再生能源数量。
研究结果表明,长时储能和多日储能的机会越来越多,以帮助整合该州的可再生能源。
图1绘制了2014年到2022年的可再生能源弃电的数据,并显示了每个事件期间的弃电量。每个气泡的大小代表削减事件的持续时间。
自从2014年以来,加州持续削减可再生能源的平均持续时间已从2.5小时增加到9.5小时。其中许多削减事件持续数天,最长的事件持续时间为71小时。