美国各州如何克服太阳能+储能项目部署障碍

作为天然气发电厂的替代品，太阳能+储能项目正在改变电力行业的发展，并开始促进住宅太阳能项目的部署。由于使用时间费率（TOU）和弹性需求，很多住宅用户希望其太阳能发电设施配套部署储能系统。

公用事业厂商Sunrun公司报告表明，太阳能+储能项目部署将会快速增长。虽然南加州爱迪生公司（SCE）只有1％的客户采用了储能系统，但Sunrun公司的储能部署2017年增长了197％，2018年增长了341％。

根据其2018年第三季度的盈利报告，太阳能+储能项目的安装量现在已占到Sunrun公司业务的10％，并且比2018年部署的太阳能发电设施增长速度更快。Sunrun公司政策与储能市场总监Chris Rauscher指出，“2018年只是太阳能+储能项目规划的一年。2019年将是部署的一年。”

Rauscher对于未来五年储能部署的预测比较乐观。但夏威夷和新英格兰地区的安装商和公用事业公司表示，储能部署的障碍仍然存在，其理由是担心市场需求超过电池供应和电网互连的能力，而智能设备可以帮助公用事业公司克服这些障碍。

太阳能+储能项目的增长

从2018年第三季度开始进行的储能部署调查表明，美国2013到2018住宅储能容量得到了强劲增长。根据标准普尔全球市场情报公司的调查，美国在2018第三季度总共部署了装机容量为61.3MW的储能项目，比2017年第三季度增长了44%。

调查报告指出，预计2019年的储能项目装机容量将增加660MW，2020年将达到1,700 MW，到2023年将超过3,850 MW。而到2027年，美国的天然气发电厂的装机容量将达到6400MW。

根据最近的Wood Mackenzie 公司和美国储能协会联合进行的调查，预计2018年至2019年，美国储能的市场规模将会翻番，到2023年将达到45亿美元。调查报告还发现，用户侧储能（BTM）系统占到2018年第三季度新增储能容量的60%以上，这主要是由太阳能+储能市场需求推动的，其中加利福尼亚州占到58%，其次是夏威夷州和亚利桑那州。

Pace Energy公司气候中心执行主任Karl Rabago说，“时间使用费率、新的州级授权、退税政策正在为储能项目和太阳能+储能的部署铺平道路。”

其他市场的情况也是如此。公用事业厂商夏威夷电力公司（HECO）最近进行了公用事业规模的招标，推出了7个太阳能+储能项目，其中包括装机容量为262MW的太阳能发电和1048W的储能系统，这是该公司规模最大、价格最低的一次可再生能源采购活动。

夏威夷电力公司（HECO）公司规划和技术高级副总裁Colton Ching表示，部署储能系统可能会增加太阳能+储能项目的前期成本，但是储能项目在可靠性和灵活性方面将增加更大的价值。

“在过去一年中，夏威夷60％到70％的住宅太阳能项目具有部署储能系统的空间和潜力，其数量还在不断攀升。”ProVision Solar公司总裁Marco Mangelsdorf说。他指出，在夏威夷瓦胡岛部署了电池储能项目的住宅太阳能发电系统的数量从2016年的40个增加到2018年的1,763个。

根据WoodMac公司的调查报告，在马萨诸塞州，Solar Massachusetts可再生能源目标（SMART）计划预计将使储能装机容量从2017年的0.9MW增加到2019年的54MW。

ReVision Energy公司总裁Fortunat Mueller表示，该公司在缅因州、新罕布什尔州、马萨诸塞州部署运营的储能系统已经从2016年的1％增长到2018年的10％左右。

Mueller表示，预计该公司的住宅和商业储能项目将在未来两年内增长49％。

储能项目的应用

WoodMac公司的报告指出，住宅储能项目的四个应用是“电力使用时间的转换、弹性和备份、自我消费，以及电网和批发市场服务。

“亚利桑那州、科罗拉多州、明尼苏达州、新罕布什尔州以及其他州正在开发使用时间（TOU）费率和其他时变费率结构。随着这些费率结构继续被采用，将使太阳能+储能的经济案例将变得更加强大。”WoodMac公司的报告指出。

加利福尼亚州要求所有新太阳能用户采用使用时间费率（TOU），到2020年，大多数客户都必须强制采用。

Consumer Sales公司运营副总裁Tim Ramage表示，太阳能设施安装商PetersenDean公司大约20％到25％的加州客户在2018年部署了太阳能+储能项目。

Mangelsdorf表示，“自我消费在夏威夷变得非常重要，因为对非高峰期输出电力的补偿低于零售价格。到2045年将分布式太阳能的规模增加三倍的唯一方法是实现巨大的储能增长，因此太阳能发电项目只在电网需要时才能满足高峰需求。”

Mangelsdorf表示，住宅太阳能最初是该州法规强制要求夏威夷州的公用事业公司安装部署，但现在这些公司正在将用户侧太阳能+储能的好处视为以合理的成本维持电网可靠性和质量的一种方式。

Rauscher说，通过帮助公用事业公司经济有效地降低峰值需求，储能系统已经导致公用事业公司对分布式资源“从成本到价值”的转变。

ProVision公司Mangelsdorf表示，在极端天气导致电力中断的地区，弹性需求也在推动太阳能+储能项目的增长。储能就像一种“电力保险”，如果电网出现故障，太阳能+储能项目将成为一项防止陷入困境的保险措施。

Rauscher表示，在美国东北地区，公用事业公司正在提供或提议“自带电池”项目。太阳能+储能系统应商将向客户销售产品，为客户提供更低的费用账单和弹性，并为公用事业公司提供经济高效、可靠的电力。

根据WoodMac公司的调查报告，加利福尼亚州的公用事业公司一直在探索使用网格服务应用程序用于需求响应、辅助服务和本地容量。南加州爱迪生公司(SCE)的262MW首选资源试点计划包括多个储能项目。其他公用事业公司开始将储能系统视为一种延缓电网升级的替代方案。

但是，如果不克服一些障碍，太阳能+储能项目的部署量将无法继续增长。

储能部署增长的障碍

WoodMac公司的储能分析师指出，电池供应短缺导致去年储能部署的增长放缓，但这种短缺情况预计将在2019年中期得到缓解。

Mangelsdorf说，原计划通过夏威夷82,000多个没有采用储能系统的住宅太阳能系统来创造收入来源，但由于特斯拉公司无法提供足够的Powerwalls储能系统而导致推迟。ProVision公司预计这些储能系统安装将延迟数月，这意味着2019年储能部署仍然处于增长期。

他指出，PetersenDean公司在夏威夷大约85％的住宅太阳能发电设施都将部署储能系统，但特斯拉公司的储能产品短缺成为了该公司面临的问题。另外，特斯拉公司首席技术官JB Straubel在该公司最近的财报电话会议上承认，储能产品的供应短缺影响了用户的太阳能+储能项目的部署。

此外，在一段时间内，美国各地的安装商可能面临的最大挑战是太阳能+储能项目互连的复杂性。加州太阳能+储能协会Brad Heavner表示，大型阳能+储能项目的互连延迟可能可能长达6至12个月，这是加州安装商面临的一个主要问题。

Heavner说，由于安装商和公用事业公司之间就如何评估太阳能+储能系统对电网的影响存在争议，简化互连流程可能需要一些时间。

太阳能安装商Luminalt公司联合创始人Jeanine Cotter说，“太阳能+储能项目的电网互连需要数月时间，而不像太阳能发电系统的互连只需要数天时间就可以完成。”

Heavner说，1月7日发布的标准将开始缓解加利福尼亚州的项目推迟，但最终的决议可能不会很快出台。

Rauscher说，在高渗透水平下，储能和智能逆变器可以支持电网稳定，但需要注意的是，互连和计量问题的监管过程比较耗时。更好的解决方案是，公用事业公司开发使用数字技术的协议以获取和验证他们需要的系统数据。

美国州际可再生能源委员会政策主任Sara Baldwin指出，美国联邦能源监管委员会的新规定和电气和电子工程师协会的标准是标志性的措施，但美国各州必须积极主动地解决互连标准问题，目前只有少数州遵守其规定。

他表示，在内华达州，公用事业公司和开发商之间最近达成的一项监管协议表明技术审查应该基于实际运营特性。而在马萨诸塞州，明确的互连规则是必要的，因为采用“SMART”计划的太阳能+储能项目的数量给互连过程带来了很大压力。

美国国家电网能源和环境政策总监Timothy Roughan表示，“SMART”计划并没有要求开发商指定他们将如何使用提交申请的系统。由于存在这种不确定性，用户别无选择，只能通过对太阳能和电池储能系统的最大输出进行综合考虑来保护系统。

美国州际可再生能源理事会政策主任Sara Baldwin说，“假设影响太阳能+储能项目的总产出，那么审查过程将更加耗时、成本高昂，部署项目的成本也更加昂贵。”

“这些都不是无法克服的复杂问题，我们正在努力解决它们。”Roughan说。“我们已经提出了互连协议的操作特性，可以最大限度地减少处理时间和成本，但一些开发商到目前为止还不愿意接受。”

他说，“互连是分布式能源增长的关键，供应商必须将其作为核心业务模式和市场增长战略的一部分加以优先考虑。如果与太阳能+储能项目相结合，智能设备可以解决这些障碍，并帮助公用事业、客户和提供商获得利益。”

负载管理服务缺失

安装商和公用事业厂商的高管认为，储能对太阳能业务的全面影响将伴随着智能设备的整合来管理客户负载，

Rauscher说，“储能是市场游戏规则的改变者，它正在成为满足客户需求和目标的统一主张。在某种程度上，人们不再关注个别技术，并开始讨论如何帮助客户管理他们的能源和成本。”

ReVision公司总裁Fortunat Mueller说：“电网边缘的可控设备是潜在的电网资产。太阳能发电项目日趋成熟，太阳能+储能项目需要进一步发展，而太阳能+储能+智能设备的发展之路可以走得更远。”

夏威夷电力公司（HECO）的Ching认为，“提供太阳能+储能的公司应该将自己视为能源解决方案供应商，并扩大其提供的价值。”

National Grid公司Roughan表示，“随着可变分布式发电在众多系统中不断渗透，负载管理服务缺失，而管理客户负载是太阳能+储能的成功发展方向。而那些只关注太阳能项目部署的企业将会落后于人。”