为了保护环境,世界各地的能源系统必须进行根本性的变革。发电脱碳是能源转型的基石,在发展风能和太阳能等可再生能源以取代化石燃料发电方面已经取得了重大进展。人们普遍认为可再生能源的增长需要加快,但这将带来新的挑战。由于风能和太阳能依赖于天气条件,它们是间歇性的,不像传统发电厂那样提供恒定的基载电力。这引发了人们的担忧,即随着可再生能源比例的增加,电网可能会变得不可靠,随之而来的是电价上涨。然而,值得注意的是,在许多国家,风能和太阳能现在是最便宜的电力来源。欧洲电价最近飙升,这在一定程度上是由于化石燃料成本上升,这凸显了这种竞争力。这增加了可再生能源的竞争优势。
电力部门正在经历重大而快速的变化,以提出可靠性,安全性和弹性的新挑战和机会。NERC最近进行了分析,该分析强调了燃煤发电退休的加速和对天然气的依赖的加速挑战。此外,NERC继续指出,由于其燃料来源,它是可变的能源(例如,风,太阳能),并且与传统同步生成具有不同的操作特性。这种可变性会带来与可用性相关的潜在挑战,该挑战可能需要其他资源来维持BPS可靠性。NERC在过去的评估中指出了这些主题。此外,NERC继续强调确保这些IBR为电网提供基本可靠性服务(ERS)的重要性,例如频率响应,升值和电压支撑。以及IBR的这种增加,主要是由于可再生资源的大量贡献(例如,风,太阳能)的贡献增加了,在BPS上,电池储能系统(BES)的应用增加了。bess可以通过提供一些对于维持BPS可靠性很重要的ER来补充IBR。此外,BES提供网格支持的要素,包括提供灵活的坡道支持,快速响应(FFR),解决资源可用性的不确定性以及转移能量以解决新的峰值条件。关键发现:基于本评估收集的数据和信息,NERC确定了以下内容:NERC最近对WECC进行了联合研究,该研究强调了BESS可以为FFR提供一些潜在的好处,以避免使用频率降低(UFL)来响应发电损失。此外,这项评估证实了预测,贝丝在未来20年内将在整个北美足迹上显着增长。
可变可再生能源的部署增加以及电力需求模式的变化将使全球对电力系统灵活性的需求翻倍,包括电池。根据既定政策,到 2040 年,可再生能源将占全球发电能力新增量的三分之二,而太阳能光伏将在 2035 年左右成为装机容量的最大来源。这些趋势将推动电池储能的使用量大幅增加,其中印度是其中的佼佼者,预计到 2040 年,印度将占总部署量的三分之一以上。然而,在这种情况下,电力行业的二氧化碳排放量仍然居高不下,目前约为 138 亿吨,该行业仍然是最大的空气污染源之一,尤其是在亚洲。由于技术进步和预期成本降低,到 2030 年,电池储能的资本成本预计将下降 50% 以上,从而增加在太阳能光伏项目中经济地部署的储能量,尤其是对于商业和大型住宅社区而言。
预计要实现这一雄心勃勃的目标,需要增加风能和太阳能的发电能力及其在能源结构中的比重。国际可再生能源机构 (IRENA) 发布的分析报告估计,到 2050 年,全球 80% 以上的电力供应可能来自可再生能源,其中太阳能光伏和风能将占总发电量的 52%。随着这些间歇性发电来源逐渐取代基载化石燃料电厂(为电网运营商提供灵活性和稳定性),电池的重要性日益增加。大规模电池存储和电表后解决方案(包括电动汽车)对于实现这一变化都至关重要,它们提供的服务对于减少因间歇性能源增加而产生的供需不平衡至关重要。研究表明,未来十年全球能源存储容量预计将以 31% 的复合年增长率增长,到 2030 年累计容量将达到 741 GWh。