储能系统助力分布式可再生能源快速增长 热储能成为新选择

如今，随着消费者对能源需求的增长和变化，管理电网需求变得日益复杂。新的分布式能源正在以更快的速度开发和整合，而可再生能源发电及其上网运营速度超出了人们预期。所有这些因素使得公用事业公司在需要的时间和地点方面满足电网需求变得更具挑战性。

随着电力系统越来越多地采用可再生能源，并逐渐淘汰化石燃料发电，储能系统已经成为解决分布式可再生能源快速增长和变化的一种解决方案。因此，储能部署的增长是由市场驱动，并且美国联邦政府和越来越多的州政府也在鼓励和监管这种增长。

2018年初，美国联邦能源监管委员会(FERC)发布了第841号命令，要求美国区域输电组织和独立系统运营商消除电池储能系统在批发市场中的参与障碍。美国能源部推出了一项3000万美元资助项目，用于资助长时储能技术的研究项目。截至2019年6月，由加利福尼亚州、马萨诸塞州、纽约州为首的15个州制定了储能政策，旨在通过鼓励进一步开发和整合储能新技术来实现积极的碳减排目标。

调研机构Navigant Research公司的一份调查报告指出，“随着可变输出可再生能源的快速增长，电网稳定性和效率的问题对电网运营商来说变得更加显著，因此用户对部署长时储能系统的兴趣正在上升。”

放电4小时或更长时间的储能系统通常被称为长时储能系统。目前，市场上有多种长时储能技术。一种经过多年验证的长时储能技术是热储能(TES)。与锂离子电池储能系统相比，热储能(TES)系统增加了使用时间的灵活性，具有更大的容量和更长的放电周期。例如，在商业和工业(C&I)领域中的冷冻食品仓库中热储能(TES)系统的装机容量为350～500kW，每周6天运营，其平准化电力成本(LCOE) 低于每千瓦时2美分。

仅在美国就有2,200多个冷藏仓库、40,000多个超市和620,000多家存放冷冻食品的餐馆，这种冷链对于工业负荷要求最高，是美国第三大电力消费用户。在单个商用冷冻设施中(平均面积为15,000平方英尺)，热储能(TES)设施能够存储100kW以上的电能，并放电5小时(接近600kWh)。在单个工业冷冻设施中(平均面积为100,000平方英尺)，热储能(TES)系统可存储近400kW的电能，并放电10小时(接近3.8MWh)。

热储能(TES)系统通常由两个非机械组件组成：基于云计算的控制和监控系统以及相变材料(PCM)的密封蓄热单元。该系统可快速轻松地安装在现有的商业和工业(C&I)设施中，无需额外空间，可延长冷冻机的使用寿命，无往返效率损失，可回收100%能量。其平准化电力成本(LCOE)低于每千瓦时2美分，远低于传统的锂离子电池储能(每千瓦时约为19美分)。

美国各地的一些公用事业公司都在积极采用热储能(TES)技术。例如，马萨诸塞州Eversource公司部署的一个需求管理项目为了满足4小时的峰值需求，部署8个热储能(TES)系统。

另一个由加州公用事业委员会新兴技术协调委员会与圣地亚哥天然气和电力公司合作部署的公用事业项目位于圣地亚哥食品仓库，该项目与现场太阳能发电设施配套部署。其运营结果为：电网夜间能耗降低95%，制冷能耗每年减少39%。

随着越来越多的可再生能源发电设施并入电网，以及清洁能源的选择得到监管和激励，长时储能的重要性将继续提高。而热储能系统为能源密集型行业提供了极低平准化电力成本(LCOE)，相信这种独特的储能技术在未来将得到更广泛的部署。