太阳能发电的飙升给美国能源网络带来挑战

• 飙升的太阳能安装在加利福尼亚等太阳能产量最高的州造成了电力分配和传输系统的扭曲。
• 电池储存可以缓解这些挑战，但仍然落后于太阳能容量的增加。
• 尽管煤电发电量下降，煤仍然在美国的电力结构中占据重要份额，超过任何可再生能源。

在过去半个多世纪里，美国没有任何其他能源源比太阳能更迅速增长。但是，太阳能装机量的飙升已经开始扭曲美国一些顶级太阳能生产州（如加利福尼亚州）的电力分配和输电系统，为公用事业公司和电网带来挑战。

电池储能技术可以帮助缓解这些挑战，尽管它也在迅速增长，但仍然落后于太阳能装机容量。

因此，尽管美国燃煤发电一直在持续下降，但煤炭在美国的电力组合中的份额仍然超过15%，高于任何可再生能源。

综合利用所有可再生能源，包括风能、太阳能、水电、生物能和地热，在2022年首次超过美国电力部门的燃煤发电。但是煤炭仍然约占电力发电的16％，超过了风能约11%、水电6%和太阳能4%的电力发电比例。

根据路透社专栏作家加文·马奎尔引用的美国能源信息管理局（EIA）数据，太阳能发电量已经增长到美国总电力发电量的约6%。在2018年至2023年间，太阳能产量激增了155%。

虽然太阳能使美国的发电系统更环保，但也使其更加不稳定，特别是在顶级太阳能市场加利福尼亚州。

在那里，太阳能峰值发电与中午最低的居民用电需求重合。当下午6点后电力需求开始激增时，太阳能输送开始减少。

为了应对太阳能的自然和天气依赖性，电网需要比目前可用的储能更多的电池储存设备，以平滑峰值产量与峰值需求之间的差异和大幅的电力价格波动。当太阳能产出在白天达到峰值时,电力系统和电网运营商需要应对通常出现的负价格。

例如，加利福尼亚州“在阳光充沛的春天，当需求不高时，电价会变为负数，太阳能发电必须被‘削减’或者说基本上被浪费”，能源研究机构（IER）表示。

根据该机构的评论，加利福尼亚州已经安装了近47吉瓦特（GW）太阳能发电,如果能够像传统的煤炭、天然气和核能那样24/7按需运行，它将可以满足该州四分之一的电力需求。

根据该研究所的说法，被“浪费”的太阳能产出和不足的电池储存正在推高该州的电力价格。

电池储存正在快速增长，但需要超过乐观的政府预测才能在需要时提供电力。

今年早些时候，美国能源信息管理局估计，2024年太阳能和电池储存将占到新的美国电力发电容量的81%。开发商和发电厂拥有者计划今年增加62.8吉瓦特的新规模电力发电容量，比去年增加的40.4吉瓦特增长了55%。太阳能预计将占2024年新容量的最大份额，达到58%，其次是电池储存，占23%，根据EIA的预测。太阳能的容量增长几乎是去年的两倍，去年的18.4 GW的增长本身已经创下美国年度公用电力规模太阳能装机的纪录。

“随着供应链挑战和贸易限制缓解，太阳能持续超过其他发电资源的新增容量，”EIA指出。

预计今年电池储存的新增量也将创下纪录，美国的电池储存容量计划在2024年几乎翻倍，开发商计划在今年增加14.3 GW的电池储存到现有的15.5 GW。2023年，美国电网新增了6.4 GW的新电池储存容量，同比增长了70%。由于加州和德克萨斯州的可变太阳能和风能容量迅速增长，这两个州的电池储存新增量领先。

“在美国的许多地方，电池还没有发挥关键的负荷调整作用，”伍德麦肯齐公司美洲副主席埃德·克鲁克斯上周写道。

“但是加州和德克萨斯正在为其他美国电力市场以及世界其他国家指明未来的方向。随着可变可再生能源在电力供应中所占份额增加，电池储存的价值也在上升。”

伍德麦肯齐公司预计，未来十年，美国的电池储存增长速度将快于风能和太阳能。

作者：Tsvetana Paraskova，翻译：机器人小助手

本文内容来自Oilprice.com：

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