屋顶太阳能和电池储能在西澳州能源转型中占据中心地位

  • 2020年10月18日
  • 作者: Selina Shi

    Selina Shi

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  • 翻译: Selina Shi

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西澳州公布了首张研究如何在其独特的孤立电网中实现清洁能源转型的20年蓝图,显而易见,屋顶太阳能光伏和电池储能将占据中心位置。

整个系统计划为期18个月,由一个专门成立的工作组领导。澳大利亚能源市场运营商、州政府和州内主要公用事业公司都参与其中。这类似于AEMO为澳大利亚主电网制定的综合系统计划,但这一计划只适用于西澳州的西南互联系统,西南互联系统或是全球最大的孤立电网。

因而,这是一项既引人注目又充满挑战的工作。相关文件的一些重要内容包括:在所有四种模拟方案中,可再生能源至少占装机容量的70%,发电量的60%。令人困惑的是,这四种方案都以电影命名——Cast Away、Groundhog Day、Techtopia 和Double Trouble。

但是,WOSP并不包括构成ISP关键内容的延伸“气候”目标。今后20年的减排量相对较小----绝对值不会超过50%。没有模拟煤炭完全退出的方案。代表低运行需求的两种方案假设未来十年只有极少的、或没有新的大型风能和太阳能项目。

相反,屋顶太阳能和电池储能以及需求管理构成了两种低需求方案——Cast Away 和Groundhog Day的核心。出于读者们并不完全了解的原因,屋顶太阳能在高需求方案中只发挥了很小的作用。在高需求方案中,大规模风能和太阳能发挥了更大的作用,并且还需要新的输电和燃气发电。

工作组明确表示,它不相信上述任何一种方案会成为现实。相反,这些方案是目前对过渡期如何发展所能做出的最佳预测,而实际发生的方案很可能是一个综合体,WOSP会随着未来的发展情况进行更新。

州能源部部长Bill Johnston于周一发布了WOSP。他提出的重要内容是,预计至2040年,可再生能源发电量将增加三倍,屋顶太阳能将继续取代传统的发电形式,特别是煤炭。电池储能不仅只用于填补发电量的空白,还会提供关键电网服务,为该州的未来发挥重要作用。

Johnston在周一的简报会前表示,“这是对西澳州电力系统的未来进行的迄今为止最全面的建模研究,这可以支持我们向低成本电力过渡。”

"西澳州正在接纳可再生能源发电,每三户家庭中,就有一户家庭拥有屋顶太阳能组件,电池储能将在我们的未来发挥重要作用。"

对有志于大型风能和太阳能项目的开发商来说,还有一个坏消息。西澳州刚刚完成了一批新项目,包括214MW的Yandin风电站、180MW的Warradarge风电站和100MW的Merredin太阳能电站。但是,根据WOSP的说法,未来几年也就这样了。

在两个低需求方案中,至2030年,只留有一个小型风电站的空间而没有大规模太阳能项目。在高需求方案中,前景发生了变化,由于大规模风能和太阳能会降低电价,减少对屋顶太阳能的刺激,仅仅出于这一原因,建模人认为,屋顶太阳能的增长不会那么强劲。但关于屋顶光伏,文件又表示:

"模型假设屋顶光伏系统自动形成了最低成本供电的一部分,原因有二。首先,安装新的屋顶光伏项目不需要任何成本,系统由个人客户支付和安装。

其次,屋顶光伏系统产生的多余发电会在全天外溢到电网中。这意味屋顶光伏可以先于所有其他项目被有效“调度”,取代所有形式的大规模发电并对系统提出了额外的ESS要求。"

这看似有些矛盾。无论如何,各种方案都假设SWIS中的屋顶太阳能光伏发电水平会出现从翻一番到增长四倍以上不等的增幅(见上图)——从2020年的1291MW增至2258MW;至2030年,增至5037MW。

" 在Groundhog Day方案中,地面光伏的增长超过了满足终端用户和峰值需求所需的量,""这使得WOSP能够测试极端的屋顶光伏增长、限电水平和对电力系统安全的影响。" 从2025年起,当太阳能光伏容量超过2700MW时,(澳洲)可能会大幅削减太阳能光伏。

虽然这听起来很成问题,但文件也指出,"所有方案中的一个共同主题是,在容量允许的情况下,电网中屋顶光伏的数量和密度为集成和协调大量单个系统提供了机会,从而为WEM提供能源和ESS(系统服务)。"

文件还指出,这验证了今年早些时候发布的DER路线图,标志着对逆变器和协议标准的要求更为严格,允许引入 "动态输出"机制,或者在需要时关闭屋顶太阳能。事实证明,南澳州已经采纳了这一制度。

电池储能的前景似乎更加强劲也更加清晰,两小时和四小时电池储能可以混合使用。但目前,这可能是个问题。8月份这份文件交付给政府后,政府已宣布计划在明年建设储能时长两小时的100MW电池储能项目。

所以,这一计划考虑了上表中的预期,不过需要注意的是,西澳州也在安装大量户用和“社区”电池储能项目,这应能解决屋顶太阳能光伏飙升的本地电网问题。

与AEMO的ISP不同,WOSP并未假设至2040年会完全摆脱煤炭,但它承认煤炭可能难以立足。在部分方案中,一半的煤炭产能可能会在5年内被淘汰。

在高需求方案中,剩下的煤电厂可能只以一半的产能运行,但在屋顶太阳能光伏为主导的低需求方案中,煤炭根本就谈不上经济性。一些观察家对WOSP假设煤炭在所有方案中都会留在电网中表示惊讶。

"在Cast Away和Groundhog Day方案中,屋顶光伏系统可以满足越来越多的终端用户需求。因此,煤炭作为基荷发电的机会越来越少,可以连续运行的燃煤发电厂也越来越少。”

"因此,在Cast Away或Groundhog Day方案中,当运行需求趋于平稳或处于下降状态时,从经济角度来说,燃煤发电就被边缘化了。”

与煤炭一样,在高需求方案下的天然气前景也优于低需求方案。由于已建成的燃气发电机足以支持现有化石燃料项目向可再生能源的过渡,因而低需求方案中没有新的燃气发电机。只有在需求量大的情况下,才需要新的燃气发电机,但这些发电机都是使用频率较低的快速启动设备。

这样一来,排放情况如何?西澳州每单位电力的排放水平(排放强度)已低于东部各州电网。方案显示,未来20年,排放强度至少会降低一半。由于大量新的大规模风电和太阳能发电进入电网,高需求方案要求的排放强度的降幅最大。

(责任编辑:Selina Shi)

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