拟议的发电和储能项目可并网容量达到惊人的 1,400 吉瓦——超过美国所有现有发电厂的总和。

 

随着从化石燃料向可再生能源的转变，美国的电力系统正在经历根本性的变化。虽然 2000 年代的第一个十年见证了天然气发电的巨大增长，而 2010 年代是风能和太阳能的十年，但早期迹象表明 2020 年代的创新可能是“混合”发电厂的繁荣。

典型的混合发电厂将发电与电池存储结合在同一地点。这通常意味着太阳能或风电场与大型电池配对。太阳能电池板和电池存储器协同工作，可以在白天太阳能达到峰值时产生可再生电力，然后在太阳落山后根据需要释放。

通过观察正在开发的电力和存储项目，可以一睹混合动力的未来。

我们劳伦斯伯克利国家实验室的团队发现，拟议的发电和存储项目已申请连接到电网，容量高达1,400 吉瓦，超过美国所有现有发电厂的总和。最大的一组是太阳能项目，其中超过三分之一的项目涉及太阳能加电池存储的混合动力。

虽然未来的这些发电厂提供了许多好处，但它们也提出了如何最好地运营电网的问题。

为什么混合动力车很受欢迎

随着风能和太阳能的发展，它们开始对电网产生巨大影响。

太阳能发电已超过加利福尼亚州年发电量的25% ，并且正在德克萨斯州、佛罗里达州和佐治亚州等其他州迅速普及。从达科他州到德克萨斯州的“风带”各州都大规模部署了风力涡轮机，其中爱荷华州的大部分电力来自风能。

可再生能源的高比例提出了一个问题：我们如何整合全天产生大量但不同电量的可再生能源？

约书亚·罗兹/德克萨斯大学奥斯汀分校。

这就是存储的用武之地。近年来，随着电动汽车市场产量的扩大，锂离子电池的价格迅速下降。尽管人们担心未来的供应链挑战，但电池设计也可能会发展。

太阳能和电池的结合使混合电站运营商能够在需求最强时的最有价值的时间提供电力，例如夏季下午和晚上空调运行速度最高的时候。电池还有助于平稳风能和太阳能发电，储存原本会被削减的多余电力，并减少电网拥堵。

混合动力在项目管道中占据主导地位

截至2020年底，美国有73个太阳能项目和16个风能混合项目在运营，发电量达2.5吉瓦，储能量达0.45吉瓦。

如今，太阳能和混合动力在开发领域占据主导地位。截至 2021 年底，超过675 吉瓦的拟建太阳能发电厂已申请并网批准，其中超过三分之一配有储能。另外还有 247 吉瓦风电场，其中 19 吉瓦风电场为混合风电场，约占其中的 8%。

近年来，待并网的太阳能、储能和风能发电量急剧增加，而煤炭、天然气和核能发电量却在减少。劳伦斯伯克利国家实验室

当然，申请并网只是发展电厂的第一步。开发商还需要土地和社区协议、销售合同、融资和许可证。2010 年至 2016 年间拟建的新工厂中，只有约四分之一投入商业运营。但对杂交植物的浓厚兴趣预示着强劲的增长。

在加利福尼亚州等市场，电池对于新的太阳能开发商来说基本上是强制性的。由于太阳能通常占白天市场电力的大部分，因此建造更多的太阳能几乎没有增加任何价值。目前，加州所有拟议的大型太阳能发电容量中，95% 都配备了电池。

关于混合动力的 5 个教训和未来的问题

可再生混合动力的增长机会显然很大，但它提出了我们伯克利实验室小组一直在调查的一些问题。

以下是我们的一些重要发现：

• 这项投资在许多地区都得到了回报。我们发现，虽然在太阳能发电厂中添加电池会增加价格，但也会增加电力的价值。将发电和存储放在同一地点可以从税收抵免、建设成本节约和运营灵活性中获益。看看近年来的收入潜力，并在联邦税收抵免的帮助下，附加值似乎证明了较高的价格是合理的。

• 共置也意味着权衡。风能和太阳能在风能和太阳能资源最强的地方表现最好，但电池在能够带来最大电网效益（例如缓解拥堵）的地方提供最大价值。这意味着在确定具有最高价值的最佳位置时需要进行权衡。只有当电池与太阳能位于同一地点时才能获得联邦税收抵免，在某些情况下可能会鼓励次优决策。

随着太阳能发电使电网饱和，混合动力已成为夏威夷的标准。丹尼斯·施罗德/NREL

• 没有一种最佳组合。混合电站的价值部分取决于设备的配置。例如，电池相对于太阳能发电机的大小可以决定发电厂可以在晚上多晚提供电力。但夜间电力的价值取决于当地市场状况，而市场状况全年都在变化。

• 电力市场规则需要发展。混合动力企业可以作为单一单位或独立实体参与电力市场，太阳能和储能独立竞价。混合体也可以是电力的卖家或买家，或两者兼而有之。这可能会变得复杂。混合动力汽车的市场参与规则仍在不断发展，工厂运营商需要尝试如何销售服务。

• 小型混合动力创造了新的机会：混合动力发电厂也可以很小，例如家庭或企业中的太阳能和电池。随着太阳能发电使电网饱和，这种混合动力汽车已成为夏威夷的标准配置。在加利福尼亚州，为防止野火而需要断电的客户越来越多地为其太阳能系统增加存储容量。这些“用户侧”混合动力系统引发了人们对它们的估值以及它们如何为电网运营做出贡献的疑问。

混合动力才刚刚开始，但更多的混合动力正在酝酿之中。需要对技术、市场设计和法规进行更多研究，以确保电网和电网定价随之发展。

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本文由韩国SEBANG蓄电池（大陆地区）营销中心于2023-07-16 21:42:39 整理发布。
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