独家洞察 | 储能或可改变美国得州电力可靠性委员会的燃气发电与风力发电动态

太阳能发电的概况通常可以预测，因为日出日落有规律可循，而风力发电的情况则明显更加多变。风力资源具有间歇性特点，加之其常常为美国得州电力可靠性委员会（ERCOT）的电网负荷贡献大量电力，从而为燃气发电提供了机会，在风力发电表现不佳时，充当替补力量。在这篇能源市场洞察中，我将探究 ERCOT内部的此种关系，并考察储能发展可以如何减少使用燃气发电填补空缺的需要，同时缓解高发电量时期的风电削减。


本年度至今，ERCOT总系统负荷的25%均来自风力发电，相当于有近85太瓦时的总电力由风力资源生产。尽管每年风力为满足电力负荷贡献了大量电力，但工业、商业和住宅客户的电力需求是随着社会需求而上下波动的，并不一定会随风力发电产生的电量而变化。风力和其他可再生资源无法提供足够电力来满足系统负荷时，就必须切换到某种可以迅速调配的发电形式，以便维持电网中供需间的微妙平衡。在 ERCOT，这种资源通常是燃气发电，如下图所示，燃气发电的动向常与风力发电相反。


尽管风力发电存在波动性，但其仍然遵循季节性模式，在春季强劲，到夏末和秋季逐渐变弱。考虑到电网的输电限制，这种变化常常会导致发电量削减，BTU 在今年早些时候就探讨过这种愈演愈烈的现象。但如果这种削减掉的电力可以被捕集和储存起来，而不是损失掉呢？鉴于风力的波动性，削减呈现的态势如何？在一项对近期历史数据中风力发电每小时发电量的探究中，我们可以发现一些线索。下图显示了 2022 年春季四周时间内ERCOT的风力发电量和削减情况。尤为值得注意的是，风力的间歇性在此时间范围内创造了四个高发电量（伴随着大幅削减）阶段。


如果可以妥善设置储能，就可能缓解电力削减。BTU Analytics 在 Power View 中跟踪了全美电池储能项目的通告、预计开始运行日期，以及容量。在 ERCOT运营覆盖的范围内，拟建电池项目的总计容量有近72吉瓦。假设所有这些开发中项目的存储时长均为四小时（与采用最多锂电池项目的通告一致），这就相当于288吉瓦时的潜在储能容量。下图探究了在扩建储能设备设置在邻近被削减风电处的情境下，这些拟建储能资源（通过开发阶段工作进入备用状态）如何帮助缓解在 2022 年春季这四周内观察到的历史削减。在几乎所有的高发电量时期，当前所有拟建项目的存储容量均足以用来缓解观察到的削减。


考虑到ERCOT内风力发电和燃气发电的紧密关系，如果落实了此种规模的扩建储能，则后续将可以减少用于发电的天然气量。再次以2022年春季风电削减为例，夏季期间的高峰需求替代量可达9亿立方英尺/天，得克萨斯州的总发电燃气量可减少达30%。年度平均替代量略低，约为1.3亿立方英尺/天；但全年下来，这仍然相当于从燃气发电中替换掉了每年270万公吨的二氧化碳。


鉴于近年来风电削减不断增加，且ERCOT目前也开始面临重大的太阳能电力削减，随着扩建储能设备继续发展，此种替代作用可能会有所扩大。然而，此种展望必须要与当前公用事业规模电池储能开发的节奏相协调。尽管拟建储能项目不断增加，但ERCOT当前的可用储能容量只有1.8吉瓦，意味着近期内这种替代作用很可能并不明显。


鉴于天然气在作为可再生资源替代物方面的重大作用，未来储能发展可减少削减和减弱发电间歇性，能够越来越多地替代燃气发电。BTU持续评估项目发展趋势，来了解燃料动态变化情况。如需更深入地了解能源转型过程中全美燃料组合的演变情况，欢迎立即申请BTU Analytics的Power View演示。


BTU Analytics是一家FactSet公司。这篇文章最初发表在BTU Analytics网站。
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作者简介
JOSEPH WARNER
能源分析师


Joseph Warner 先生是 FactSet 的能源分析师。担任此职务期间，他主要负责能源市场数据和分析工作。在此之前，他曾在 Moss Adams 任职，为私募股权担保的上游油气实体提供所得税合规及咨询服务。Warner 先生获得了科罗拉多大学丹佛分校会计与金融管理理学学士学位，兼修经济学。