可再生能源的不斷增長(zhǎng)顯示了它們的任務(wù)和激勵(lì)措施。而客戶對(duì)可再生能源的需求并未放緩，因此需要部署更多的儲(chǔ)能系統(tǒng)以穩(wěn)定電網(wǎng)的運(yùn)行。

據(jù)估計(jì)，在現(xiàn)有政策的推動(dòng)下，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求將遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過當(dāng)前可能實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展計(jì)劃。許多人說，更多地利用有助于推動(dòng)可再生能源增長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性也可以加快儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署。2018年11月，美國(guó)100多個(gè)城市擁有100％的可再生能源的目標(biāo)和承諾。而承諾實(shí)現(xiàn)100％可再生能源目標(biāo)的財(cái)富500強(qiáng)公司在2018年增加一倍以上，達(dá)到53個(gè)。為了將高水平的可變可再生能源可靠地整合到電網(wǎng)中，可能需要更多的儲(chǔ)能系統(tǒng)，盡管缺乏儲(chǔ)能激勵(lì)和授權(quán)，但基于市場(chǎng)的可能會(huì)促進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的采購(gòu)。加利福尼亞州、紐約州和馬薩諸塞州等一些明顯的例外情況除外。根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）的一項(xiàng)新研究，儲(chǔ)能系統(tǒng)適合經(jīng)濟(jì)有效地滿足高水平可變可再生能源對(duì)電網(wǎng)可靠性的要求。這是因?yàn)樗梢栽陔娏r(jià)格較低時(shí)存儲(chǔ)多余的可再生能源，并按需發(fā)電。

美國(guó)信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會(huì)（IITF）高級(jí)研究員DavidHart指出，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以使整合可再生能源的“更容易、更快、更便宜”，因?yàn)榭梢云交幪旎蛞雇碓斐傻目稍偕茉吹碾娏χ袛唷?/p>

美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）經(jīng)濟(jì)與政策分析師兼論文合著者M(jìn)aureenLackner表示，“為了讓美國(guó)獲得高水平的可再生能源，可能需要部署10,000GWh的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，這是一項(xiàng)昂貴的技術(shù)。”2018年12月WoodMackenzie儲(chǔ)能協(xié)會(huì)（ESA）的調(diào)查報(bào)告發(fā)現(xiàn)，截至2017年，美國(guó)的儲(chǔ)能裝機(jī)總?cè)萘恐挥?00MWh.。

扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)

最近的可再生能源采購(gòu)扭轉(zhuǎn)了單一賣方和多個(gè)買方的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。相反，一家公用事業(yè)公司從多個(gè)賣家招標(biāo)。這些以市場(chǎng)為導(dǎo)向的采購(gòu)項(xiàng)目旨在最大化競(jìng)爭(zhēng)，長(zhǎng)期以來被公用事業(yè)公司用來采購(gòu)可再生能源。在最近的招標(biāo)中，他們不僅出人意料地提供了低成本的可再生能源，而且還提供了低成本可再生能源發(fā)電和儲(chǔ)能產(chǎn)品。

Navigant公司能源總監(jiān)LonHuber表示，“重要的是將不可知技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)納入采購(gòu)，以便為納稅人獲得最大利益。將所有投標(biāo)放在公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，定義公用事業(yè)需要的屬性，并向所有來源開放的請(qǐng)求證明有利于儲(chǔ)能行業(yè)。”

有人指出，競(jìng)爭(zhēng)性招攬的早期成功可能是不可持續(xù)的。加利福尼亞大學(xué)伯克利分校經(jīng)濟(jì)學(xué)教授MeredithFowlie表示，措施可能會(huì)引發(fā)競(jìng)拍，迫使規(guī)模較小的供應(yīng)商退出，從而導(dǎo)致減少市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手以降低價(jià)格。

但是亞利桑那州的圖森電力公司（TEP）、科羅拉多州的XCEL能源公司和夏威夷的夏威夷電力公司（HECO）的先發(fā)制人的行為令公用事業(yè)公司驚訝，他們無(wú)法拒絕提供的儲(chǔ)能服務(wù)。

“公用事業(yè)公司還不知道有什么機(jī)會(huì)，我們的招標(biāo)邀請(qǐng)讓參與者向我們展示了這些機(jī)會(huì)。”ArrayTechnologies商業(yè)運(yùn)營(yíng)高級(jí)副總裁CarmineTilghman表示。Tilghman領(lǐng)導(dǎo)了TEP的設(shè)計(jì)，這是其第一個(gè)選擇具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目投標(biāo)的。

節(jié)能減排

哥倫比亞大學(xué)地球研究中心的經(jīng)濟(jì)學(xué)家GeoffreyHeal在2017年的論文寫道，到本世紀(jì)中葉，美國(guó)的溫室排放量將比2005年減少80％，而這是應(yīng)對(duì)氣候變化所需的最低水平。這將需要數(shù)萬(wàn)億美元的費(fèi)用用于新一代的儲(chǔ)能系統(tǒng)和電力傳輸技術(shù)。Heal發(fā)表的調(diào)查報(bào)告指出，部署更多的儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于通過提高效率，減少對(duì)可再生能源的投資至關(guān)重要。

根據(jù)2018年12月WoodMackenzie儲(chǔ)能協(xié)會(huì)（ESA）的報(bào)告，盡管需要10000GWh的儲(chǔ)能容量才能達(dá)到2050年的目標(biāo)，但預(yù)計(jì)到2023年，美國(guó)部署的儲(chǔ)能容量可能不到12GWh。

美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）的調(diào)查報(bào)告的作者在博客中表示，彌補(bǔ)正在部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)和所需的儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的重大差異將需要?jiǎng)?chuàng)新的政策解決方案，基于市場(chǎng)的可以快速且經(jīng)濟(jì)地提高儲(chǔ)能容量。

加州大學(xué)伯克利分校的Fowlie最近表示，全球至少有48個(gè)國(guó)家已經(jīng)采用可再生能源的方式，還有27個(gè)國(guó)家正在認(rèn)真考慮這個(gè)想法。

她補(bǔ)充說，一些人反對(duì)，因?yàn)樗麄冎С窒裆暇W(wǎng)電價(jià)（FiTs）這樣的激勵(lì)措施。上網(wǎng)電價(jià)（FiTs）保證可再生能源的所有者和他們提供給電網(wǎng)的電力價(jià)格高于市場(chǎng)價(jià)格。但即使在德國(guó)，上網(wǎng)電價(jià)（FiTs）的太陽(yáng)能發(fā)電量達(dá)到38GW，近期的也為公用事業(yè)規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電和海上風(fēng)電創(chuàng)造了創(chuàng)紀(jì)錄的低價(jià)。

Fowlie表示，盡管存在對(duì)競(jìng)標(biāo)不足和驅(qū)逐較小競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的擔(dān)憂，但這次正在加速，并降低采購(gòu)成本。

美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）的調(diào)查報(bào)告指出，為了獲得所需的儲(chǔ)能系統(tǒng)，必須設(shè)計(jì)成利用儲(chǔ)能系統(tǒng)提供一系列收入機(jī)會(huì)的能力，從可調(diào)度能源到能源套利。該設(shè)計(jì)還應(yīng)吸引創(chuàng)新技術(shù)和保證及時(shí)交付新產(chǎn)能。

美國(guó)儲(chǔ)能增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)落后于預(yù)測(cè)的風(fēng)能和太陽(yáng)能部署

美國(guó)的早期

美國(guó)的機(jī)制已經(jīng)開始展示增加儲(chǔ)能的潛力。根據(jù)加州公用事業(yè)委員會(huì)（CPUC）2018年的調(diào)查報(bào)告，加利福尼亞州的可再生機(jī)制（RAM）是美國(guó)早期的一次成功，導(dǎo)致2014年至2018年期間采購(gòu)了裝機(jī)總?cè)萘繛?,604MW的小型可再生能源項(xiàng)目。它允許投標(biāo)人自行定價(jià)，并使用標(biāo)準(zhǔn)合同。

但加州公用事業(yè)委員會(huì)（CPUC）發(fā)言人TerrieProsper表示，可再生機(jī)制（RAM）最大限度地降低了賣方、買方和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的交易成本，縮短了整個(gè)采購(gòu)流程的時(shí)間表，盡管從僅限于價(jià)格的評(píng)標(biāo)中取消了一些簡(jiǎn)單性。

Navigant公司的Huber指出，“僅基于最低的電力價(jià)格選擇可再生能源，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)能或沒有采取儲(chǔ)能的資源進(jìn)行明確的比較，因?yàn)閮?chǔ)能具有多個(gè)價(jià)值流。但近幾年來，對(duì)太陽(yáng)能+儲(chǔ)能的投標(biāo)與只對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的投標(biāo)非常接近，以至于公用事業(yè)公司已經(jīng)開始考慮儲(chǔ)能的系統(tǒng)價(jià)值，以證明其微薄的溢價(jià)是合理的。”

Tilghman表示，2017年圖森電力公司（TEP）的招標(biāo)活動(dòng)的太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目的電力價(jià)格低于0.045美元/千瓦時(shí)，允許開發(fā)商投標(biāo)可再生能源+儲(chǔ)能項(xiàng)目的可能會(huì)推出具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的報(bào)價(jià)。

他補(bǔ)充說，裝機(jī)容量為100MW太陽(yáng)能發(fā)電的電力價(jià)格為0.027美元/千瓦時(shí)。30MW/120MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)的電力價(jià)格為0.015美元/kWh，這是因?yàn)樗糜谔鎿Q高成本的天然氣發(fā)電廠，以滿足圖森電力公司（TEP）的季節(jié)性需求高峰。

Tilghman說：“儲(chǔ)能系統(tǒng)被認(rèn)為成本過于昂貴，但我們認(rèn)為是從市場(chǎng)上找到答案的時(shí)候了。這次招標(biāo)的目的是為了吸引太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目的投標(biāo)，但它允許供應(yīng)商提供兩個(gè)可選的投標(biāo)方案，并提供額外的服務(wù)，如儲(chǔ)能系統(tǒng)。”

Tilghman表示，“為了進(jìn)行比較，投標(biāo)書必須包括電力價(jià)格。太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的電力價(jià)格估計(jì)為0.045美元，低于天然氣發(fā)電廠的電價(jià)。我們意識(shí)到這也會(huì)抵消燃油對(duì)沖、啟停和維護(hù)的成本，從而使價(jià)格實(shí)用和合理。”

Tilghman表示，圖森電力公司（TEP）采購(gòu)的一個(gè)重要收獲是，招標(biāo)應(yīng)使投標(biāo)商能夠靈活地為公用事業(yè)公司的資源組合提供新產(chǎn)品。另一個(gè)原因是公用事業(yè)公司應(yīng)該根據(jù)這些儲(chǔ)能產(chǎn)品可以抵消的成本來評(píng)估其價(jià)值。

Colton公司規(guī)劃和技術(shù)高級(jí)副總裁ColtonChing表示，這兩個(gè)要素是夏威夷電力公司(HECO)在今年1月宣布采購(gòu)的7個(gè)太陽(yáng)能+儲(chǔ)能合同的關(guān)鍵，其中太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的裝機(jī)總?cè)萘繛?62MW，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量為1,048MWh。6個(gè)太陽(yáng)能+儲(chǔ)能合同的電力價(jià)格達(dá)到6美元/千瓦時(shí)至0.10美元/千瓦時(shí)，成為夏威夷最低的電力價(jià)格，第7個(gè)價(jià)格為0.12美元/千瓦時(shí)，低于夏威夷電力公司(HECO)的化石燃料的發(fā)電成本。

他說，“這項(xiàng)招標(biāo)專注于可再生能源，但我們?cè)试S開發(fā)商競(jìng)購(gòu)儲(chǔ)能項(xiàng)目，增加儲(chǔ)能系統(tǒng)部署使項(xiàng)目成本更高，但成本的增加并不如選擇優(yōu)化系統(tǒng)時(shí)能夠使用太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施所增加的價(jià)值那么大。”

Navigant公司的Huber說：“如今的思維方式已經(jīng)發(fā)生了變化。因此，人們認(rèn)為太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施不適合用于滿足高峰需求。而儲(chǔ)能系統(tǒng)改變了這一點(diǎn)，但它被認(rèn)為成本高昂。而在部署之后將會(huì)改變這一點(diǎn)。”

突破性的

當(dāng)競(jìng)標(biāo)價(jià)格創(chuàng)下歷史新低時(shí)，科羅拉多州公用事業(yè)廠商XcelEnergy公司2017年的招標(biāo)活動(dòng)震動(dòng)了美國(guó)電力行業(yè)。根據(jù)XCEL公司于2018年6月6日提交給科羅拉多州監(jiān)管機(jī)構(gòu)的120天報(bào)告，其風(fēng)力發(fā)電的投標(biāo)價(jià)格為11美元/兆瓦時(shí)到18美元/兆瓦時(shí)不等，太陽(yáng)能投標(biāo)價(jià)格為23美元/兆瓦時(shí)到27美元/兆瓦時(shí)不等，太陽(yáng)能+儲(chǔ)能的投標(biāo)價(jià)格為30美元/兆瓦時(shí)到32美元/兆瓦時(shí)不等。

XCEL公司從400多個(gè)的投標(biāo)中選擇了11個(gè)總裝機(jī)容量為2221兆瓦的項(xiàng)目。目前已獲科羅拉多州公共事業(yè)委員會(huì)批準(zhǔn)，其中包括三個(gè)太陽(yáng)能+儲(chǔ)能項(xiàng)目，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的裝機(jī)總?cè)萘繛?60MW，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量為275MW/1,000MWh。

XcelEnergy公司高級(jí)資源規(guī)劃分析師KentScholl表示，科羅拉多州公用事業(yè)委員會(huì)的指導(dǎo)確保評(píng)估所有類型的資源，2017年征求建議書（RFP）包括可調(diào)度資源、可再生資源和半可調(diào)度資源。第三類包括任何其他具有儲(chǔ)能的間歇性資源。

Scholl說，“Xcel公司使用基于計(jì)算機(jī)的建模來確定每個(gè)提案對(duì)現(xiàn)有投資組合的價(jià)值。這些投標(biāo)中最大的驚喜是，當(dāng)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施配套運(yùn)行時(shí)，其成本具有競(jìng)爭(zhēng)力。”

Scholl預(yù)計(jì)，在下一次計(jì)劃于2020年進(jìn)行的招標(biāo)中，將有更多的儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署空間，并計(jì)劃對(duì)其招標(biāo)文件進(jìn)行更詳細(xì)的說明。他說，“我們正在了解儲(chǔ)能系統(tǒng)的復(fù)雜性，下一個(gè)提案將更具體地說明我們對(duì)投標(biāo)方的期望，因此他們不必猜測(cè)對(duì)我們公司有何價(jià)值。”

美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）經(jīng)濟(jì)和政策分析師、論文合著者SteveKoller表示，“這是一種可以提供更多儲(chǔ)能系統(tǒng)的招標(biāo)方式。精心設(shè)計(jì)的招標(biāo)方案可以滿足特定的系統(tǒng)需求和開發(fā)人員的需求。”

Fowlie對(duì)此表示認(rèn)同。他說，“成功地將儲(chǔ)能系統(tǒng)納入招標(biāo)中將在很大程度上取決于設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。”

更好的美國(guó)

美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）的Lackner表示，“智能政策設(shè)計(jì)可以幫助推動(dòng)儲(chǔ)能價(jià)格進(jìn)一步低于目前的歷史低點(diǎn)，它還可以確保交付高質(zhì)量的項(xiàng)目。”

他補(bǔ)充說，“為了吸引投標(biāo)方，必須經(jīng)過精確設(shè)計(jì)，以允許對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的多個(gè)收入流進(jìn)行評(píng)估和使用。但我們?nèi)栽谂α私庾岆姵貎?chǔ)能系統(tǒng)在公平競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下競(jìng)標(biāo)所需的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。”

美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）的論文表示，“一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是競(jìng)拍的開發(fā)商越多，競(jìng)爭(zhēng)就越激烈。但容量應(yīng)該受到限制，因?yàn)楦?jìng)購(gòu)者通過降低出價(jià)來應(yīng)對(duì)供應(yīng)緊張。”

此外還發(fā)現(xiàn)，可再生能源的可以極大地受益于配套政策，如各州授權(quán)和美國(guó)聯(lián)邦稅收抵免。Lackner解釋說，“在更復(fù)雜的政策環(huán)境下，必須通過其他政策支持促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)性招標(biāo)的政策。”

美國(guó)環(huán)境保護(hù)基金會(huì)（EDF）表示，另一個(gè)指導(dǎo)原則是必須仔細(xì)設(shè)計(jì)招標(biāo)，以避免無(wú)意中偏向更大的供應(yīng)商和更成熟的技術(shù)。“任何以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的政策都應(yīng)該為創(chuàng)新提供一些機(jī)會(huì)，因?yàn)楝F(xiàn)在具有成本效益的技術(shù)可能不會(huì)在5年或10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。”Koller解釋道。

“在采購(gòu)目標(biāo)或要求中10％的削減可能有助于為不太成熟的技術(shù)和電池化學(xué)品創(chuàng)造市場(chǎng)。”他建議道。

最后，他警告說，“設(shè)計(jì)應(yīng)該包括對(duì)沒有交付的開發(fā)商的處罰。競(jìng)爭(zhēng)可以推動(dòng)價(jià)格下跌，但糟糕的設(shè)計(jì)可能會(huì)引發(fā)競(jìng)爭(zhēng)，可能會(huì)推出不切實(shí)際的競(jìng)價(jià)價(jià)格。”

Array公司商業(yè)運(yùn)營(yíng)高級(jí)副總裁CarmineTilghman表示，“多年來，圖森電力公司（TEP）的許多創(chuàng)新產(chǎn)品都來自于為開發(fā)商提供足夠的靈活性，以便在他們的出價(jià)中保持創(chuàng)造性，同時(shí)保持在基本框架內(nèi)。這就是公用事業(yè)公司采用儲(chǔ)能系統(tǒng)帶來的最大收益。”