歐洲能源轉(zhuǎn)型亟需長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)破局

中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日前，Hydrostor公司國際業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Oonagh O’Grady撰文指出，如果將長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)納入能源組合，歐洲實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立和轉(zhuǎn)型將指日可待。

Hydrostor公司計(jì)劃在澳大利亞新南威爾士州開發(fā)的Silver City長時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目。

歐洲正處在一個(gè)十字路口。幾十年來，歐盟一直致力于制定能源政策，以達(dá)成多重目標(biāo)——致力擺脫對進(jìn)口俄羅斯天然氣的依賴，抓住新興可再生能源產(chǎn)業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)機(jī)遇，同時(shí)致力實(shí)現(xiàn)其宏偉的脫碳目標(biāo)。

然而，盡管歐洲在政策制定方面雄心勃勃，但根據(jù)歐盟官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前該地區(qū)近三分之二的能源依賴進(jìn)口，并且嚴(yán)重依賴化石燃料，這使得歐洲在結(jié)構(gòu)上仍易受全球燃料市場波動(dòng)影響。這種依賴既是經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也是地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。

國際貨幣基金組織的數(shù)據(jù)表明，在2022年能源危機(jī)期間，俄羅斯對歐盟國家的天然氣供應(yīng)量削減超過80%，導(dǎo)致電力和天然氣價(jià)格與2021年初相比飆升15倍。

這一沖擊凸顯了能源來源多樣化的緊迫性，以及通過將更多可再生能源納入發(fā)電組合來實(shí)現(xiàn)歐盟能源獨(dú)立的必要性。

盡管歐盟計(jì)劃到2030年將可再生能源發(fā)電量占比提升至40%以上，但大規(guī)模整合間歇性風(fēng)電和太陽能發(fā)電將面臨巨大挑戰(zhàn)，近期西班牙和葡萄牙的大規(guī)模停電事件便是例證。如果歐盟要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，儲(chǔ)能系統(tǒng)不可或缺，尤其是長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

然而，如果缺乏基于長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)劃和市場信號(hào)，歐洲可能過度建設(shè)短時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，卻無法解決系統(tǒng)失衡的全部問題。其結(jié)果可能是：為滿足關(guān)鍵的靈活性需求而過度建設(shè)其他資源，依賴與自身優(yōu)先事項(xiàng)相悖的進(jìn)口能源，以及電價(jià)上漲。

儲(chǔ)能系統(tǒng)在彌補(bǔ)靈活性缺口中的重要作用

歐洲議會(huì)指出，電網(wǎng)即將面臨靈活性短缺問題，預(yù)計(jì)到2050年儲(chǔ)能部署需求將增長兩倍。然而僅靠部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)無法填補(bǔ)這一缺口，長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)（LDES）是對短時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的補(bǔ)充，而不是替代。

如果不同步部署長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，歐洲將會(huì)重蹈覆轍，依賴化石燃料發(fā)電設(shè)施來彌補(bǔ)靈活性缺口，從而加深對地緣政治和商品價(jià)格波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，并危及電力系統(tǒng)可靠性。長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)（尤其是持續(xù)時(shí)間為8至24小時(shí)的日內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)），是連接短時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)（4至8小時(shí)）與超長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——并且已經(jīng)具備立即部署的條件。

抽水蓄能發(fā)電設(shè)施（PHES）和先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（A-CAES）等技術(shù)可減少棄風(fēng)棄光，并在太陽能和風(fēng)能發(fā)電量低迷期間提供穩(wěn)定電力，從而最大化利用現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)電容量。

這些技術(shù)還能提供同步慣性和黑啟動(dòng)能力等關(guān)鍵電網(wǎng)服務(wù)，這些服務(wù)數(shù)十年來一直是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基石。這些能力使得在不影響可靠性的前提下淘汰化石燃料發(fā)電廠成為可能。最近西班牙和葡萄牙的停電事件表明，在持續(xù)升級電網(wǎng)的過程中，保持這些能力至關(guān)重要。

如今，對長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行戰(zhàn)略投資，將為歐洲未來確保資源充足性。根據(jù)歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心2024年發(fā)布的一份報(bào)告，在歐盟范圍內(nèi)部署長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以顯著降低與電網(wǎng)擴(kuò)建和棄風(fēng)棄光相關(guān)的成本，預(yù)計(jì)到2040年這些成本將超過1000億歐元（約合1164.1億美元）。

然而，僅憑雄心壯志無法實(shí)現(xiàn)這些成果。歐洲需要一個(gè)將雄心轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的政策框架。

將雄心轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的政策建議

為實(shí)現(xiàn)多重目標(biāo)并釋放顯著效益，歐洲首先必須采用穩(wěn)健的、考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)時(shí)長的系統(tǒng)建模方法。先進(jìn)模型應(yīng)該預(yù)測未來的電力系統(tǒng)需求，區(qū)分短時(shí)和長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)、相關(guān)成本和收益以及資產(chǎn)壽命，以確定有效的技術(shù)組合。這些模型還必須直接指導(dǎo)采購策略。

在英國，系統(tǒng)建模促使英國天然氣與電力市場辦公室（Ofgem）提高了合格項(xiàng)目對長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)上限和下限的最低時(shí)長要求。該計(jì)劃旨在激勵(lì)建設(shè)時(shí)長在6至8小時(shí)（以額定最大輸出功率連續(xù)運(yùn)行）的儲(chǔ)能系統(tǒng)。此外，基于不斷變化的系統(tǒng)需求，政策制定者已經(jīng)開始討論提高長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)最低時(shí)長的必要性。

長時(shí)儲(chǔ)能是滿足靈活性需求、減少在可再生能源發(fā)電量較低期間對傳統(tǒng)燃料發(fā)電設(shè)施依賴的最低成本組合中的關(guān)鍵組成部分。目前該計(jì)劃目標(biāo)是到2035年在英國電網(wǎng)部署2.7GW至7.7GW的長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

其次，政策制定者應(yīng)建立實(shí)質(zhì)性的投資信號(hào)，并制定適當(dāng)?shù)牟少彆r(shí)間表。設(shè)定特定時(shí)長目標(biāo)（如8小時(shí)以上），并制定透明的、面向多種技術(shù)的多輪采購計(jì)劃，將創(chuàng)造開發(fā)低成本資源的競爭環(huán)境，并為開發(fā)商和投資者提供關(guān)于項(xiàng)目財(cái)務(wù)可行性的信心。

澳大利亞新南威爾士州的《電力基礎(chǔ)設(shè)施路線圖》為這一方法提供了有力例證。該路線圖設(shè)定目標(biāo)，到2030年部署2GW長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，到2034年部署42GWh長時(shí)儲(chǔ)能。并將長時(shí)儲(chǔ)能定義為持續(xù)時(shí)間8小時(shí)以上，以確保獲得成本效益好的長時(shí)儲(chǔ)能解決方案。它還引入了透明的多輪招標(biāo)流程以吸引多種儲(chǔ)能技術(shù)。

迄今為止，成功中標(biāo)的長時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目包括ACEN Australia公司的800MW/12GWh的Phoenix抽水蓄能發(fā)電設(shè)施和Hydrostor公司的200MW/1.6GWh Silver City先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目。這些與10年采購計(jì)劃相匹配的競爭性招標(biāo)，確保到2030年部署目標(biāo)可以達(dá)40%以上，為開發(fā)商和融資方創(chuàng)造了強(qiáng)烈的投資信號(hào)和信心。

第三，歐洲需要長期的收入確定性機(jī)制。目前的市場未能充分評估長期儲(chǔ)能為電力系統(tǒng)帶來的廣泛效益，例如電網(wǎng)運(yùn)營穩(wěn)定性、容量充足性、輔助服務(wù)以及使間歇性可再生能源發(fā)電穩(wěn)定。澳大利亞和加利福尼亞州已經(jīng)證明非市場機(jī)制行之有效，例如上限和下限機(jī)制或差價(jià)合約（CfD），可確保這些項(xiàng)目的收入充足性。

至關(guān)重要的是，這些機(jī)制應(yīng)反映避免的電力系統(tǒng)成本，包括輸電成本，而不僅僅是能源價(jià)格差，從而認(rèn)可這些解決方案在電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性方面提供的全部價(jià)值。

英國的長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)上限和下限計(jì)劃便是一個(gè)說明性案例。該計(jì)劃于2025年推出，確保長時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目獲得保證的最低收入（下限）以覆蓋債務(wù)和運(yùn)營成本，而超過設(shè)定上限的收入則與消費(fèi)者共享。該計(jì)劃提供25年合同，以解鎖大規(guī)的長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的重大容量投資。

同樣，澳大利亞新南威爾士州使用長期能源服務(wù)協(xié)議（LTESAs），在電力價(jià)格低迷期間為項(xiàng)目提供基于期權(quán)的收入下限，并在收入超過閾值時(shí)分享利潤。LTESA的儲(chǔ)能項(xiàng)目期限通常為20～40年。歐盟必須借鑒這些計(jì)劃以獲取指導(dǎo)。

歐洲的能源獨(dú)立和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性取決于現(xiàn)在將長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)納入其市場架構(gòu)。即將開展的靈活性需求評估過程為在歐盟成員國部署這些解決方案提供了完美框架以實(shí)施相關(guān)建議。如今的戰(zhàn)略規(guī)劃和投資將防止資產(chǎn)擱淺，加速可再生能源整合，并節(jié)省數(shù)十億歐元的資金。

政策制定者必須抓住這一時(shí)機(jī)，將長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)能納入其能源戰(zhàn)略。歐洲未來的電力系統(tǒng)可靠性和能源獨(dú)立與否取決于此。

作者：劉伯洵來源：中國儲(chǔ)能網(wǎng)