儲(chǔ)能技術(shù)為紐約核電站替代提供最佳解決方案

／中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟／

儲(chǔ)能技術(shù)為紐約核電站替代提供最佳解決方案

／中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟／

儲(chǔ)能技術(shù)憑借在解決電網(wǎng)供需不平衡問(wèn)題上獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是在平抑可再生電源的波動(dòng)性方面，還是在緩解傳統(tǒng)電網(wǎng)峰谷電力差領(lǐng)域，都展出強(qiáng)大的生命力。隨著智能電網(wǎng)的深入發(fā)展，必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

由于電力需求的持續(xù)增長(zhǎng)和部分排放不達(dá)標(biāo)的發(fā)電機(jī)組關(guān)停，未來(lái)紐約州電力供應(yīng)將面臨重大挑戰(zhàn)。按照目前每年1%電力負(fù)荷增長(zhǎng)率，到2026年，紐約州的夏季最高電力需求將達(dá)到16000MW。Indian Point 核電站是紐約州的骨干電站，總裝機(jī)容量為2060MW，承擔(dān)紐約州G-J區(qū)電力總需求的14%。2021年，該電站將徹底關(guān)閉，勢(shì)必導(dǎo)致全州供電能力的顯著下降。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)將為緩解該矛盾提供新的途徑。

Indian Point 核電站關(guān)停將引發(fā)當(dāng)?shù)仉娏ω?fù)荷缺口

目前，紐約州G-J區(qū)發(fā)電總裝機(jī)容量為14500MW，其中包含燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組、燃油汽輪機(jī)組、非燃油汽輪機(jī)組、新舊調(diào)峰機(jī)組和核電機(jī)組。從2019年到2021年，Indian Point 核電站將逐步關(guān)停。屆時(shí)，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)將出現(xiàn)2060MW的電力負(fù)荷缺口。詳見(jiàn)圖1。

圖1 紐約G-J區(qū)現(xiàn)有電力裝機(jī)圖

新電源規(guī)劃實(shí)施面臨重重困難

為了彌補(bǔ)這個(gè)缺口，當(dāng)?shù)卣贫税陆?700MW燃?xì)鈾C(jī)組和高壓輸電線路在內(nèi)的一系列電源規(guī)劃，但是規(guī)劃的實(shí)施存在很多困難。

首先，新規(guī)劃燃?xì)鈾C(jī)組的投運(yùn)會(huì)導(dǎo)致本地溫室氣體排放量增加。按照新建2000MW燃?xì)鈾C(jī)組計(jì)算，預(yù)計(jì)將使該地區(qū)的溫室氣體排放量增加13%，也就是說(shuō)，這將直接抹煞近5年來(lái)本地區(qū)來(lái)之不易的減排成果。

其次，新清潔空氣保護(hù)法的實(shí)施可能進(jìn)一步降低現(xiàn)有機(jī)組的供電能力。根據(jù)當(dāng)?shù)胤睿旱?020年，紐約地區(qū)將全部淘汰#6燃油；到2030年，全部淘汰#4燃油。這將影響到2460MW使用#6燃油作為備用燃料的汽輪發(fā)電機(jī)組，造成地區(qū)供電能力下降。

最后，紐約州的高壓輸電項(xiàng)目規(guī)劃能否如期完工存在很大的不確定性，因?yàn)榘凑找?guī)劃進(jìn)度表，目前的工程工期已經(jīng)延誤。

考慮到以上風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，到2023年，紐約州可能將面臨1000MW的電力負(fù)荷缺口，這將導(dǎo)致當(dāng)?shù)厝萘侩妰r(jià)激增和供電可靠性下降。據(jù)測(cè)算，如果電力市場(chǎng)出現(xiàn)1000MW的負(fù)荷缺口，本地區(qū)容量電價(jià)將上漲到21.85美元／千瓦時(shí)每月），用戶每年將不得不多支付2.62億美元電費(fèi)。

大規(guī)模儲(chǔ)能方案將另辟蹊徑，提供最佳解決方案

采用可再生電源+儲(chǔ)能方案不僅能克服以上困難，而且還具有建設(shè)周期短，初投資低，為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)以及削減高峰電力負(fù)荷等諸多優(yōu)點(diǎn)。

為了彌補(bǔ)由于Indian Point 核電站關(guān)停造成的電力負(fù)荷缺口，以下提供了新建燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組、風(fēng)電+光伏機(jī)組以及風(fēng)電+光伏+儲(chǔ)能機(jī)組等多種方案，并進(jìn)行對(duì)比分析，詳見(jiàn)表1。

表1 多種的電力裝機(jī)方案對(duì)比表

可見(jiàn)，風(fēng)電+光伏+儲(chǔ)能方案在實(shí)現(xiàn)彌補(bǔ)電力負(fù)荷缺口的前提下，還能夠提高可再生能源比重，同時(shí)不產(chǎn)生任何污染物排放。

儲(chǔ)能方案除了能夠減少容量電費(fèi)之外，還能從電網(wǎng)調(diào)頻、削減電力高峰、減少高峰機(jī)組啟動(dòng)費(fèi)等方面取得收益，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。表2提供了450MW儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資收益表。

表2 450MW儲(chǔ)能項(xiàng)目投資收益表（單位：百萬(wàn)美元）

儲(chǔ)能技術(shù)憑借在解決電網(wǎng)供需不平衡問(wèn)題上獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是在平抑可再生電源的波動(dòng)性方面，還是在緩解傳統(tǒng)電網(wǎng)峰谷電力差領(lǐng)域，都展出強(qiáng)大的生命力。隨著智能電網(wǎng)的深入發(fā)展，必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。