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加拿大儲(chǔ)能的地理拼圖
日期:2019-05-15   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sx_xusuhong 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:長(zhǎng)期以來(lái),儲(chǔ)能一直是加拿大某些地區(qū)的主要能源利用方式之一。在卑詩(shī)省、魁北克省和東部沿海地區(qū)發(fā)現(xiàn)的豐富水力資源,使位于這些地區(qū)的抽水蓄能設(shè)施能夠提供多重儲(chǔ)能效益。然而,由于加拿大幅員遼闊,地理上的巨大差異導(dǎo)致不同地區(qū)的電網(wǎng)發(fā)展有著顯著不同?,F(xiàn)在,它也對(duì)加拿大的儲(chǔ)能行業(yè)產(chǎn)生了很大影響。

在監(jiān)管方面,加拿大沒(méi)有一個(gè)職能類(lèi)似于美國(guó)聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)的組織(加拿大國(guó)家能源委員會(huì)主要關(guān)注石油、天然氣以及國(guó)際和跨省輸電)。從現(xiàn)狀來(lái)看,加拿大個(gè)別省份與南方邊境美國(guó)各州之間的電力聯(lián)系往往比其與國(guó)內(nèi)省份更緊密。


加拿大中部安大略與阿爾伯塔等省,與美國(guó)電力市場(chǎng)聯(lián)系比和國(guó)內(nèi)更為緊密。

如今,加拿大各省區(qū)都在積極發(fā)展新型儲(chǔ)能技術(shù)(鋰離子、空氣壓縮和飛輪儲(chǔ)能),尤其是在水力資源相對(duì)不那么豐富的中部安大略和阿爾伯塔等省,這種勢(shì)頭更為明顯。

總體而言,當(dāng)前加拿大儲(chǔ)能市場(chǎng)主要由四個(gè)方面驅(qū)動(dòng):1、政府采購(gòu);2、表后市場(chǎng)(behind-the-meter)成本的降低;3、公用設(shè)施的建設(shè);4、偏遠(yuǎn)社區(qū)的電力可靠性解決方案。綜合這些要素判斷,我們預(yù)期到2022年,加拿大新型儲(chǔ)能規(guī)模將達(dá)到1.1GW/2.5GWh。

政府采購(gòu)

在安大略省,獨(dú)立電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(IESO)已經(jīng)采取了競(jìng)爭(zhēng)性招標(biāo)。自2012年以來(lái),這些競(jìng)爭(zhēng)性招標(biāo)完成了大約20個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的采購(gòu),這些項(xiàng)目完全投運(yùn)后,大概有50MW的規(guī)模。

當(dāng)前的采購(gòu)模式主要分為兩個(gè)階段:第一階段的重點(diǎn)是通過(guò)基礎(chǔ)儲(chǔ)能建設(shè)來(lái)提供輔助服務(wù),從而提高系統(tǒng)可靠性;第二階段的采購(gòu)要考慮滿(mǎn)足未來(lái)系統(tǒng)需求、延緩輸變電投資以及提高可再生能源消納等。與此同時(shí),IESO還會(huì)定期發(fā)布包含調(diào)頻或需求側(cè)響應(yīng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目招標(biāo)。在這些方面,儲(chǔ)能的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。

這些采購(gòu)項(xiàng)目的建設(shè)和投運(yùn),是加拿大儲(chǔ)能行業(yè)長(zhǎng)期公關(guān)努力的結(jié)果,也為加拿大儲(chǔ)能公司參與大規(guī)模的電網(wǎng)或公用事業(yè)項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于這些項(xiàng)目不依賴(lài)公共激勵(lì)和財(cái)政補(bǔ)貼,它也可以避免受到政治因素的干擾(新一屆安大略政府可能會(huì)削減或取消前一任政府的可再生能源項(xiàng)目規(guī)劃)。

在政策方面,安大略省于2017年發(fā)布的長(zhǎng)期能源計(jì)劃(LTEP),已經(jīng)認(rèn)識(shí)到有必要解決對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的監(jiān)管障礙。因此,2018年4月,安大略省獨(dú)立電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(IESO)成立了儲(chǔ)能咨詢(xún)小組,以找出妨礙儲(chǔ)能公平競(jìng)爭(zhēng)的潛在障礙,并解決相關(guān)的問(wèn)題。與此同時(shí),安大略省能源委員會(huì)(OEB)還發(fā)布了一項(xiàng)實(shí)施規(guī)劃,來(lái)促進(jìn)包括儲(chǔ)能項(xiàng)目在內(nèi)的分布式能源開(kāi)發(fā)。

經(jīng)過(guò)調(diào)研,IESO得出結(jié)論,儲(chǔ)能技術(shù)可以為電力系統(tǒng)可靠性提供一些保障服務(wù)(如調(diào)頻、電壓控制和備用)。儲(chǔ)能還能延緩輸配電投資,提高現(xiàn)有電力資產(chǎn)利用率和區(qū)域內(nèi)的供電質(zhì)量。IESO還建議,為了充分利用儲(chǔ)能潛力,投資者要重點(diǎn)關(guān)注能夠提供多重服務(wù)的細(xì)分領(lǐng)域。

在阿爾伯塔省,阿爾伯塔電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(AESO)自2012年開(kāi)始研究?jī)?chǔ)能的價(jià)值。該省計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)30%的電力由可再生能源供應(yīng),在此背景下,2018年5月,AESO完成了一項(xiàng)可再生能源和儲(chǔ)能的評(píng)估報(bào)告。報(bào)告認(rèn)為,鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在輔助服務(wù)市場(chǎng)具有成本效益的競(jìng)爭(zhēng)能力,但前提是要解決一些市場(chǎng)規(guī)則和輸電電價(jià)問(wèn)題。

表后儲(chǔ)能市場(chǎng)

通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)施,來(lái)減少用電高峰期的高價(jià)電費(fèi)支出,是加拿大表后儲(chǔ)能市場(chǎng)得以發(fā)展的重要原因。

(譯注:Behind-the-meter(電表后)與Front-of-the-meter(電表前)相對(duì)。簡(jiǎn)單理解,表后市場(chǎng)多指居民及工商業(yè)儲(chǔ)能,表前市場(chǎng)多指電網(wǎng)及電源側(cè)。)
近年來(lái),在安大略省,由于全網(wǎng)調(diào)節(jié)費(fèi)(GA:Global Adjustment)制度和工業(yè)保護(hù)倡議(ICI),表后儲(chǔ)能市場(chǎng)有了新的發(fā)展趨勢(shì),一些用戶(hù)在用電高峰期減少了用電需求。

依據(jù)安大略省政府2005年制定的GA(全網(wǎng)調(diào)節(jié)費(fèi))制度,工業(yè)用戶(hù)需繳納大額電費(fèi)。GA是為了解決“缺錢(qián)”問(wèn)題(即市場(chǎng)收入不足以支付一定的固定容量成本)而設(shè)置的制度。電力現(xiàn)貨價(jià)格下跌導(dǎo)致GA增加,反之則減少。多年來(lái),安大略省的GA費(fèi)用大幅增長(zhǎng),從2006年的7億美元(占總供電成本的8%)增長(zhǎng)到2017年的119億美元(占總供電成本的80%以上)。

根據(jù)工業(yè)保護(hù)倡議(ICI),阿爾伯塔省對(duì)大型工業(yè)消費(fèi)者(A級(jí))的全網(wǎng)調(diào)節(jié)費(fèi)(GA)分配,取決于他們?cè)谶^(guò)去12個(gè)月內(nèi)對(duì)該省前五個(gè)高峰需求小時(shí)的貢獻(xiàn),而剩余的GA成本則按耗電量比例轉(zhuǎn)移給其它消費(fèi)者(B級(jí))。

為了將GA費(fèi)用降到最低(在某些情況下,這可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電價(jià)),A級(jí)消費(fèi)者受到激勵(lì),通過(guò)減少生產(chǎn)或自備電廠(包括儲(chǔ)能),將消費(fèi)從高峰時(shí)間(或他們預(yù)期的高峰時(shí)間)轉(zhuǎn)移出去。因此,安大略省經(jīng)歷了一段“淘金熱”,許多本地和國(guó)際儲(chǔ)能企業(yè)追逐GA費(fèi)用支出最大的商業(yè)和工業(yè)用戶(hù)。

公用設(shè)施建設(shè)

在省級(jí)采購(gòu)之外,一些安大略公用事業(yè)公司正在引導(dǎo)不同的儲(chǔ)能技術(shù)參與到多種場(chǎng)景應(yīng)用之中。他們迄今為止的經(jīng)驗(yàn)證明,儲(chǔ)能技術(shù)有潛力成為管理峰值負(fù)荷、調(diào)節(jié)電壓頻率、確??稍偕茉窗l(fā)電的可靠性以及創(chuàng)建更靈活輸配電系統(tǒng)的綜合工具。

許多公用事業(yè)公司還建議相關(guān)成本成為基礎(chǔ)電價(jià)的一部分。而對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō),儲(chǔ)能可能是降低與峰值能源需求相關(guān)成本的有用工具。

例如,安大略省多倫多水電公司和其合作伙伴做了幾個(gè)試點(diǎn)。其中一個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目用來(lái)測(cè)試水下壓縮空氣儲(chǔ)能的電網(wǎng)效益,該項(xiàng)目側(cè)重于驗(yàn)證備用電源、轉(zhuǎn)移負(fù)荷和緩解輸配電擁堵的能力;而另一個(gè)項(xiàng)目是開(kāi)發(fā)一種安裝在電桿上的解決方案,在非高峰時(shí)段充放電力,通過(guò)對(duì)智能電表數(shù)據(jù)的自動(dòng)響應(yīng)來(lái)提高其可靠性。這套系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)包括負(fù)載均衡、基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)延遲和靈活操作等。

同樣,安大略第一電力公司(Hydro One)也在該省運(yùn)行了一個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng),用來(lái)調(diào)節(jié)一個(gè)20MW風(fēng)電場(chǎng)和奧沙瓦電力公司引起的電壓波動(dòng)。他們的合作伙伴還開(kāi)發(fā)了一個(gè)項(xiàng)目,允許奧沙瓦市的家庭在家使用太陽(yáng)能,并使用鋰離子電池儲(chǔ)存太陽(yáng)能,從而將能源需求從高峰轉(zhuǎn)移到非高峰,并在停電時(shí)提供備用電源。

在阿爾伯塔省,阿爾伯塔公用事業(yè)委員會(huì)(AUC)批準(zhǔn)了一個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目。當(dāng)電力需求較低時(shí),水將從較低的水庫(kù)抽到較高的水庫(kù)。當(dāng)需要電力時(shí),例如在用電高峰期或低風(fēng)期,以向阿爾伯塔南部的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)供電時(shí),水將被允許流回較低的水庫(kù),并驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。

儲(chǔ)能、分布式發(fā)電和偏遠(yuǎn)社區(qū)

在分布式能源中布置儲(chǔ)能設(shè)施可以提高供電保障,并應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。例如,在孤島情況下(加拿大許多偏遠(yuǎn)的北部社區(qū)實(shí)際上是“孤島”),當(dāng)系統(tǒng)的一部分由于停機(jī)而與主電網(wǎng)斷開(kāi)連接時(shí),蓄電池可以快速反應(yīng)以維持供電。

此外,當(dāng)在用電高峰時(shí)將儲(chǔ)存的電力注入電網(wǎng),系統(tǒng)峰值負(fù)荷會(huì)減少,從而減輕變電站關(guān)鍵設(shè)備的壓力,這將延長(zhǎng)相關(guān)資產(chǎn)的使用壽命,以延緩新的投資建設(shè)。

卑詩(shī)省水電公司(BC Hydro)的1MW電池儲(chǔ)能設(shè)施是一個(gè)成功的例子。它位于該省的兩個(gè)偏遠(yuǎn)山區(qū),用于分布式發(fā)電場(chǎng)景(這是一個(gè)令人鼓勵(lì)的先例,表明非水力發(fā)電的儲(chǔ)能仍可以在擁有大量水力資源的地方占有一席之地)。

2013年以前,位于卑詩(shī)省東庫(kù)特奈山區(qū)的金山鎮(zhèn)和菲爾德鎮(zhèn),長(zhǎng)期遭受供電保障不足的困擾。這兩個(gè)小鎮(zhèn)都從卑詩(shī)省水電公司的金山變電站獲得電力,該變電站使用四條徑向配電饋線為金山鎮(zhèn)及其周邊地區(qū)供電。

菲爾德鎮(zhèn)位于金山鎮(zhèn)東部約50公里處,由金山變電站一條25千伏支線供電。由于菲爾德鎮(zhèn)所在的約霍國(guó)家公園山高林密,一到冬天,天氣寒冷,大雪紛飛,該輸電線經(jīng)常會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停電,崎嶇的地形也使得工作人員很難找到故障并恢復(fù)供電。

加拿大許多地區(qū)緯度奇高,四季苦寒,儲(chǔ)能是有效保障電力供應(yīng)的解決方案之一。

2010年初,卑詩(shī)省水電公司預(yù)測(cè)到2013—2014年冬季時(shí),該地區(qū)的負(fù)荷峰值將超過(guò)變電站容量。于是,該公司與加拿大自然資源公司合作,在這些地區(qū)安裝了充放7個(gè)小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。自2013年部署以來(lái),它們?cè)谠摰貐^(qū)高峰需求期間有效降低了系統(tǒng)負(fù)荷,還將變電站變壓器升級(jí)推遲了兩年。

目前,加拿大許多遙遠(yuǎn)的北方原住民社區(qū),也在積極考慮采用可再生能源發(fā)電和儲(chǔ)能相結(jié)合的電力供應(yīng),以此減少對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的依賴(lài)。他們所需的柴油需要空運(yùn),不僅成本高昂,在低溫環(huán)境中還容易產(chǎn)生斷電等故障。

結(jié)語(yǔ)

儲(chǔ)能在電網(wǎng)優(yōu)化與現(xiàn)代化改造中具有重要作用。在過(guò)去的二十年里,儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格(特別是電池)大幅下降,預(yù)計(jì)成本的下降趨勢(shì)在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)還會(huì)持續(xù)。隨著成本下降,市場(chǎng)壁壘的松動(dòng),儲(chǔ)能的價(jià)值日益凸顯,人們將儲(chǔ)能視為電網(wǎng)2.0時(shí)代中可再生能源及高效電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。

根據(jù)目前的趨勢(shì),加拿大的儲(chǔ)能市場(chǎng)預(yù)計(jì)在未來(lái)四年內(nèi)每年都將以35%的速度增長(zhǎng),發(fā)展前景非常樂(lè)觀。不過(guò),除了迄今取得的進(jìn)展外,儲(chǔ)能的規(guī)?;l(fā)展還需要監(jiān)管機(jī)構(gòu)、公用事業(yè)和工業(yè)界的共同努力,以解決仍然存在的障礙和局限——這包括儲(chǔ)能資源參與市場(chǎng)的技術(shù)障礙,以及關(guān)于處理既有用電負(fù)荷又有發(fā)電資源的非傳統(tǒng)資產(chǎn)的不明確規(guī)則。



原標(biāo)題:加拿大儲(chǔ)能的地理拼圖
 
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