中国储能网讯：研究表明，美国伊利诺伊州可以通过采用2972MW储能系统取代即将退役的化石燃料发电厂来解决容量不足问题，而无需对该州的输电系统进行重大升级或改造。
这是根据美国自然资源保护委员会(NRDC)最近委托总部位于阿拉巴马州的咨询机构Astrape Consulting公司进行的一项研究而得出的结论，该研究是对电网运营商PJM互联公司2022年发布报告的回应，PJM互联公司的这份报告是在2021年伊利诺伊州通过具有里程碑意义的《气候与公平就业法案》(CEJA)后发布，当时引发了人们对电网可靠性的担忧。
Vistra Energy公司在加州部署的3GWh莫斯兰汀电池储能系统
20亿美元用于区域输电升级
该立法要求伊利诺伊州所有的燃煤发电厂在2030年前退役（Dallman Unit 4发电厂和Prairie State发电厂除外），所有天然气发电厂在2045年前退役或改用绿色氢气。
根据PJM互联公司在2022年发布的报告，伊利诺伊州化石燃料发电厂的逐步退役将导致该州需要大量进口电力，以解决该公司在伊利诺伊州以及美国中大陆独立系统运营商(MISO) 的服务区域在2030-～2045年可调度电力的损失。
根据该公司估算，到2030年，为了进口电力，伊利诺伊州需要花费约7亿美元用于输电网络升级，到2045年将额外花费13亿美元。
挖掘化石燃料发电厂运行的潜力
尽管PJM互联公司承认在退役化石燃料发电厂原址或附近有利的位置建设发电设施可以降低输电成本，但并没有评估在伊利诺伊州部署储能系统带来的影响。
与其相反，这份报告得出的结论是，它可能需要某些化石燃料发电厂延期运行，这指的是该州污染严重的化石燃料工厂将继续运行，而伊利诺伊州发布的这项立法就是为了阻止这些发电厂在未来继续运行。
美国自然资源保护委员会(NRDC)最近发布的报告建立在2022年PJM互联公司研究的基础上，对将于2030年在美国中大陆独立系统运营商(MISO)服务的区域和PJM互联公司的服务区域(伊利诺伊区州)替代退役的化石燃料发电厂而部署的电池储能系统进行了资源充足性评估。
为了确定重新利用已经退役的化石燃料电厂并网能力是否是一个可行的策略，美国自然资源保护委员会(NRDC)在报告中强调了部署储能系统的装机容量应该审慎规划，以确保不超过已经退役发电厂的既有容量。这一策略旨在实现能源转型的平稳过渡，既能补充退役电厂释放的容量，又有效避免了过度投资与资源浪费。
四种资源充足的模拟场景
受美国自然资源保护委员会(NRDC)的委托，Astrape Consulting公司编写的报告模拟了伊利诺斯州的四种资源充足情况，每一种情况都建立在前一种情况的基础上。这是根据行业标准的0.1负荷损失期望值 (LOLE) 目标来衡量的，即10年内电力需求超过供应的天数不超过1天。
这四种场景下如下：
（1）基本情况：伊利诺伊州发电厂的现有装机容量(截至2024年3月)。
（2）CEJA后：伊利诺伊州发电厂的现有装机容量减去在CEJA法规发布之后2030年退役的化石燃料发电厂的装机容量 (估计将减少11588MW)。
（3）CEJA +队列： CEJA后加上发电设施并网队列(GIQ)的预期增加(估计增加7727MW)。
（4）CEJA +储能：CEJA +队列+满足LOLE目标所需的储能系统。
3GW电池储能系统解决容量短缺问题
研究表明(如下图所示)，尽管基本情况显示出4971MW容量盈余，但CEJA后和CEJA+队列的情景中都出现了容量短缺情况，分别短缺5065MW和2213MW。
为了实现CEJA +储能方案中的0.1 负荷损失期望值 (LOLE) 目标，该报告得出结论，伊利诺斯州需要部署持续时间为4小时的2972MW电池储能系统。
图1美国自然资源保护委员会(NRDC)在报告中模拟的四种情景结果
Astrape Consulting公司进行了一项单独研究，以确定满足LOLE目标所需的持续8小时电池储能系统的装机容量。
该公司得出的结论是，所需的电池储能系统装机容量较低，只有2243MW，这引起了人们对长时储能系统重要性的关注，加州能源委员会(CEC)在最近的一项研究中也强调了这一点。
研究报告中假设和指标的差异
尽管PJM互联公司和美国自然资源保护委员会(NRDC)的报告都使用了相同的方法来估计发电设施并网队列(GIQ)的增加，但这两个数字之间存在很大的差异——PJM报告估计额外的发电设施并网队列(GIQ)装机容量为1723MW，而NRDC报告估计的发电设施并网队列(GIQ)装机容量要高得多，达到5605MW。
Astrape Consulting公司其最近单独进行的研究中引用了更新的GIQ数据，解决了这一差异。
NRDC的报告并没有量化部署总装机容量为3GW电池储能系统的相关成本，尽管表示这可能是未来发展的一个领域，但部署成本可能相当高。
同样值得注意的是，Astrape Consulting公司的研究在时间跨度上与JPM互联公司有所不同，其预测的时间跨度只延伸到2030年，而JPM互联公司的研究则延伸到2045年。这一差异体现了不同研究机构对未来趋势预测侧重点及时间框架的考量。
自从《气候与公平就业法案》(CEJA)发布以来，伊利诺伊州商业和经济机遇部制定了几个计划来帮助其电网脱碳，包括“燃煤发电转太阳能+储能”计划，该计划将向五个储能项目开发商提供资助，这些项目将部署在已经关闭或即将关闭的燃煤发电厂所在地。
例如，财富500强公司Vistra Energy公司的三个总装机容量为37MW电池储能项目在2022年获得资助，该公司的每个储能项目在未来10年内将获得4070万美元资助。
作者：刘伯洵 来源：中国储能网
