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全球储能调频市场扫描

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国能源报 发布时间:2015-08-12 浏览:

中国储能网讯:根据不完全统计,从2000年至2014年底,全球储能示范项目累计装机量达到840.3MW(其中不含抽水蓄能、压缩空气储能以及储热项目),年复合增长率(CAGR)达到135%。从储能技术类型来看,从2009年前以NGK的钠硫电池为主,过渡到近年锂电池、铅蓄电池、液流、飞轮等技术共同发展。从2009年之后新增累计装机看,锂离子技术份额位居第一。储能技术在电力行业的应用总体上还处于探索阶段,从应用方向要来分析,储能可以应用于电力系统的发电侧、辅助服务领域、电网侧、可再生能源发电领域以及分布式微网领域。

从2008年开始,一些储能技术开始逐步的成规模的进入调频市场,研究报告指出,在过去的10年内,全球范围内各种新型储能技术和产品获得了突破,在储能产品的使用寿命、功率和容量、系统可靠性等方面都有长足的发展,已经完全能够满足电网的需求。从实际项目运行效果看,储能系统能够有效降低电网调频容量。2011年,在纽约州电力系统中,9MW的飞轮储能调频系统完成的调频任务量占总体调频任务量的23.8%,即3.3%的优质调频电源完成了23.8%的总调频任务。美国最大的电力市场PJM于2012年10月1日正式开始运行新调频市场,目前运行效果良好。

德国和韩国的储能调频市场也在快速发展中,韩国在未来三年将部署500MW的储能调频系统,首个50MW项目已在2014年完成招标,在2015年5月全部投运;2015年9月,第二批共50MW储能调频系统将完成招标工作。印度中央电力监管委员会(CERC)目前正在制定引进辅助服务市场的政策框架,要求2-3%的发电容量用于调频,目前印度的总装机量已经超过210GW,一旦监管条例发布,将带来4-5GW的调频市场潜力。

2014年是全球储能产业发展最迅猛的一年,美国加州通过了全球瞩目的1.325GW储能采购计划,大大刺激了储能技术和应用的发展。根据美国加州AB2514法案,加州公共事业委员会(CPUC)通过了“储能采购框架和设计项目”,确立了三大公共事业公司(太平洋电气公司、南加州爱迪生电力公司和圣地亚哥电气公司)到2020年将完成1.325GW储能采购的目标。此外,非营利性的公共事业公司(包括能源服务供应商和社区电力合作社)需要采购年最大负荷1%的储能,CPUC要求每个项目都必须做经济性分析,并且可以使用美国电科院(EPRI)和DNV GL的模型来分析每个项目,经济性分析将直接影响未来储能应用发展格局。同时,美国加州也将自发电激励计划(SGIP)的资助期限延长至2019年,届时加州公共事业委员会预计每年能为“用户侧”的发电技术提供8300万美元的支持。到2020年加州三大公用事业公司将在电网的终端用户侧安装200MW储能,SGIP的资金将越来越多地用于资助储能。2014年12月1日,加州三大公共事业公司发布了第一轮储能项目的竞标建议书,约采购95MW的储能装机,近其2014年储能装机目标的一半,仅占三大公司2020年1.3GW储能采购目标的7%。

同时,在澳大利亚、德国和日本等市场,家用光储系统在金融资本的支持下逐步盈利。加拿大、英国、美国的纽约州、韩国及一些岛屿国家的政府也出台了储能采购的相关政策和规划。

美国推动储能参与电力市场的政策演进

最近五年,美国电力行业最突出成果之一就是将储能引入电力系统AGC调频服务领域。AGC调频服务主要由燃气、水电以及火电等机组提供。2008年,一些新兴储能技术逐步成规模进入AGC调频领域,其中部分有代表意义的项目包括:

3MW飞轮储能系统于2008年在新英格兰电力市场投运

2MW锂电池储能系统于2008年在加州电力市场投运

20MW飞轮储能系统于2011年在纽约州电力市场投运

32MW锂电池储能系统于2012年在PJM 电力市场投运

储能技术能够规模化应用于美国电网中,除了储能技术自身的发展完善以外,主要得益于美国联邦能源监管委员会(FERC)在立法层面取得的重大突破:

1)2007年推出的890法案为储能技术进入调频市场提供了基本制度保障。890法案的全称是《防止输电服务中不正当的歧视和偏向性》(Order 890: Preventing Undue Discrimination and Preference in Transmission Service),明确要求区域电力市场允许包括储能在内的非传统发电电源提供AGC调频服务。从2008年开始,美国各个电力市场(ISO)都相应制定了储能参与调频市场的方案,例如纽约电力市场的Limited Energy Storage Resource (LESR),PJM电力市场的Energy Storage Resource (ESR),加州电力市场的Regulation Energy Management (REM),中西部电力市场的Stored Energy Resource (SER) 等,主要的方案内容涉及储能系统参与AGC调频的详细市场规则、AGC调度系统优化、评价考核系统等。

2)2011年推出的755法案解决了储能系统参与电网AGC调频服务获得合理回报的问题。755法案的全称是《批发电力市场的调频服务补偿》(Order 755: Frequency Regulation Compensation in the Organized Wholesale Power Markets),其核心内容是要求各区域电力市场按照不同调频电源提供的调频服务的效果支付调频补偿费用(Pay for Performance)。

3)2013年7月推出的784法案为储能技术提供辅助服务在全美国境内推广给予法律基础。784法案的全称是《第三方提供辅助服务以及新型电储能技术的结算和财务报告》(Order 784: Third-Party Provision of Ancillary Services; Accounting and Financial Reporting for New Electric Storage Technologies )。

4)2013年11月推出的792法案解决了储能并网的程序问题,首次将储能定义为小型发电设备,并制定快速并网检测程序。(Order792:Small Generator Interconnection Agreements and Procedures)

以上四个法案的推出,解决了储能系统参与AGC调频服务市场的合法性以及获取合理投资收益的问题,以法案形式将储能调频应用规模化推广至全美境内,随后又定义储能类别并推出快速并网检测程序,这对整个储能行业的健康发展起到了决定性的作用。

FERC上述法案能够先后推出,与美国社会各界的配合和支持密不可分。从2003年开始,美国政府管理部门、研究咨询机构、储能设备供应商、电力系统运营商、发电集团等电力行业相关主体针对储能系统参与AGC调频方案联合进行了全面细致的理论分析、模拟研究和项目实测,为FERC出台相关政策起到了应有的支持作用,并且也为这些政策能最终得到落实打下了良好的基础。

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