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Alamitos电池储能系统将如何改变美国加州储能行业游戏规则?

日期:2021-06-21    来源:中国储能网

国际储能网

2021
06/21
09:10
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关键词: 储能项目 锂电池 核电站

在2014年提出部署规划时,规模为100MW/400MWh的Alamitos电池储能系统成为当时全球正在规划的规模最大的电池储能项目。而该项目在2021年1月1日开通运营时,已经不再是规模最大的电池储能系统,但仍在全球名列前茅。  

Alamitos电池储能系统于今年年初投入使用,并且成为了储能系统与天然气发电设施开展行竞争并为电网提供峰值容量的一个标志性项目。储能开发商Fluence公司的Ray Hohenstein和AES公司的Mark Miller对于该项目的部署和运营的背景故事进行了阐述和分析。 

AES公司在加利福尼亚长滩部署并运营的Alamitos电池储能项目

然而,Alamitos电池储能系统的开通运营无论是在过去还是现在仍然具有重要意义,其中一个重要的原因是因为这是电池储能系统首次在竞标过程中与天然气发电设施直接竞争并在招标中获胜的一个典型案例。加州投资者拥有的公用事业(IOU)厂商南加州爱迪生电力公司(SCE)在投标方案中选择了能源开发商AES公司提交的这个储能部署规划,将其作为替代将要退役的圣奥弗雷核电站的一种有效的措施和手段。

该公司在此之前为进行了一项全源采购招标活动,以寻求采购或部署总装机容量为2,200MW的可再生能源发电和储能设施来取代其正在运营的圣奥弗雷核电站,其中计划采购装机容量为50MW的电池储能系统。南加州爱迪生电力公司(SCE)实际上签署了采购总装机容量为235MW的电池储能系统的合同。除了135MW的用户侧储能系统之外,还包括AES公司计划部署的电网规模的Alamitos电池储能系统。  

Alamitos电池储能系统将部署在AES公司正在建设的两座天然气发电厂,这两座发电厂将采用提供基本负荷的联合循环燃气轮机(CCGT),而这种机组通常是作为调峰发电厂的开放式循环燃气轮机的效率更高、碳排放密集程度更低的同类产品,而其碳排放量与传统天然气发电厂相比要低70%,事实上,在现阶段以经济高效的方式快速部署能源容量以满足短缺是很困难的,如果不建设这两座天然气发电厂,难以弥补由于关闭圣奥弗雷核电站而短缺的发电量。  

尽管如此,Alamitos电池储能系统(BESS)的运营减少了洛杉矶地区对天然气调峰电厂的需求:美国天然气调峰电厂大多建于上世纪70年代,其运行成本高昂,并且通常很少投入使用。  

许多峰值发电厂的容量系数为15%或更低。当被要求采取启动运行时,峰值发电厂的环境污染也非常严重,并且由于需要满足峰值期间的电力需求,它们通常建在人口稠密的地区。而Alamitos电池储能系统将在非峰值期间和太阳能发电量较高的期间进行充电,然后持续放电4个小时,以满足当地电网在峰值期间的的电力需求。  

AES公司加州市场业务负责人Mark Miller表示,自从2014年以来,该公司在世界各地开发和部署了多个电池储能项目之后,望在两个联合循环燃气轮机(CCGT)天然气发电厂附近部署大规模的电池储能系统,以作为能够与天然气发电厂进行竞争的一个示范性储能项目。

他说,“现在回想起来,已经是七年前的事了。这是一个非同寻常的决定,不仅是AES公司做出这一决定并展现了对储能技术的信心,更重要的是考虑南加州爱迪生电力公司在采购100MW/400MWh的电池储能系统作为天然气发电设施的直接竞争对手方面所做的事情。事实表明,以成本为基础,持续放电时间为4小时的电池储能系统可以与天然气发电设施直接进行竞争,因此南加州爱迪生电力公司采取这一大胆措施十分明智,并与我们签署20年的电力采购协议(PPA)。从这个角度来看,这是一个非常独特的市场机会,不仅展示了我们对电池储能技术的信心,而且展示了我们具备的交付能力。”  

Miller表示,从做出大胆的决定到对电池储能系统发挥重要作用在理解上的转变,现在该电池储能系统已经投入使用,今年将证明电池储能系统对于电网的价值。加州独立系统运营商(CAISO)曾表示,预计其输电网络上运营的电池储能系统的装机容量将从去年的250MW跃升至2021年8月的2GW,其中大部分电池储能系统的持续放电时间为4小时。  

4小时被认为是缓解每天的峰值电力需求的最佳时间段,因为加州的太阳能发电量在每天下午4点或5点到晚上8点或9点左右逐渐减少,而4小时也是锂离子电池储能系统提供这一容量的最佳时间点,由于加州在去年夏天8月的热浪中面临着难以满足的电力需求,在今年夏天将面临真正的考验。

他说,“电池储能系统可以提供很多灵活的电力服务,例如频率调节或电源备用,但最主要的是夏季最关键的时期满足峰值电力需求。今年将是一个非常关键的时期,因为这个100MW/400MWh的电池储能系统将在夏季峰值期间运行。我们很想看到它的具体表现,我们对此有着高度的信心,而到那时南加州爱迪生电力公司(SCE)将会了解如何在夏季的峰值需求期间运营这个电池储能系统。”  

Miller表示,AES公司认为该项目及其通过竞争性招标过程获胜的方式为未来的储能部署开启了大门,尤其是因为南加州爱迪生电力公司(SCE)本身已经为电池储能系统作为峰值能源资产签署了其他合同。事实上,截至2020年12月,南加州爱迪生电力公司(SCE)表示,已经采购并签订了部署装机容量约为2,050MW的储能系统的合同。  

Alamitos电池储能系统的规划部署时间表

1968年:  

圣奥诺弗雷核电站(SONGS)的1号机组开始运行,并一直持续运行到1992年。  

2013年6月:  

南加州爱迪生电力(SCE)宣布决定永久退役圣奥诺弗雷核电站的2号和3号机组。两台机组山于2012年1月安全关闭:2号机组按照计划例行停运后,3号机组由于2010年安装的蒸汽发生器管道泄漏而关闭。  

南加州爱迪生电力公司(SCE)总裁Ron Litzinger当时说:“展望未来,我们认为需要退役这个核能发电设施,并决定消除不确定性以促进加州能源未来的有序规划。”  

2014年9月:  

南加州爱迪生电力公司(SCE)宣布计划部署Tehachapi电池储能项目,该项目由美国能源部(DoE)将提供部分资金。该项目将部署在该公司服务区域靠近Tehachapi风力发电场区的Monolith变电站,以支持可再生能源发电的快速增长。该项目规模为8MW/32MWh,并使用LG Chem公司提供的电池,这是一个当时比较少见的持续时间放电时间为4小时的电网规模的电池储能系统,并成为北美地区当时规模最大的电池储能系统。

美国能源部储能项目经理ImreGyuk博士当时解释说,“该储能系统将使我们能够认真研究电网储能的技术能力。它还将帮助我们更好地了解电池储能系统的价值和好处。”  

2014年11月:  

作为“有序规划”的一部分,为了满足当地的电力可靠性需求,南加州爱迪生电力公司签署了部署装机容量为2,221MW发电设施的合同(约占公用事业峰值负荷使用量的10%),并根据容量要求进行全源采购。该公司收到了1,800多个投标书,并选择了其中的69个,其中包括能源效率、需求响应和太阳能发电设施,这标志着该公司首次通过竞争性招标签约采购储能项目。  

该公司预计将采购装机容量至少50MW的储能系统,最终该公司签署了采购装机容量为235MW的电池储能系统的合同,其中包括AES公司部署的100MW/400MWh的Alamitos电池储能项目的20年电力购买协议(PPA)。  

加州储能联盟执行董事Janice Lin当时说,“这个结果是一个具有里程碑意义的决定,表明储能系统在性能和价值方面可以与其他发电设施进行竞争,并且它现在成为了加州公用事业规划工具包的一个组成部分。”

2015年12月:  

AES公司与电池生产商LG Chem公司签署1GWh电池供应协议,这笔交易价值约3亿美元。而行业分析师估计AES公司其规划部署的储能项目的储能容量约为100MWh。  

2017年7月:  

AES公司为Southland发电项目完成了20亿美元的融资,该项目涉及将淘汰其分别在Alamitos、Redondo Beach和Huntington Beach运营的2075MW、1392MW和474MW天然气发电设施,取而代之的是Alamitos电池储能系统和总装机容量为1284MW联合循环天然气发电设施。

与此同时,AES公司和西门子公司合资成立了储能提供商和系统集成商Fluence公司。该公司最初是AES公司提供Advanceon储能系统的供应商,在此之前,其储能系统已经部署在全球各地的总装机容量为200MW电池储能项目中,该公司同时也是西门子公司的Siestorage产品的供应商。后来,Fluence公司自己推出了一系列储能系统,并在2020年推出了其第六代电池储能系统。

2019年6月:  

Fluence公司开始动工建设Alamitos电池储能项目,预计将在2021年1月初投入运营,并比原计划提前一年运营。  

Fluence公司首席运营官John Zahurancik解释说,“Alamitos电池储能系统将成为天然气发电厂的独立替代品。它代表了一种思考电力容量和可靠性的全新方式。其规模、灵活性和持续放电时间是一个基准,并展示了储能系统作为满足峰值电力需求和电网支持的主流选择。”  

2021年1月1日:  

Alamitos电池储能系统正式开通运营。


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