美國清潔能源協會負責市場和傳輸的副總裁Carrie Zalewski近期撰文指出，儲能系統在協調天然氣發電供應與電力系統需求之間的平衡（即氣電協調）方面，提供了強有力的解決方案，為電網運營帶來了前所未有的靈活性和可靠性。
幾十年來，氣電協調一直是確保大型電網穩定運行的最緊迫任務之一。尤其是在美國多地遭遇極端冬季風暴之后，這一協調問題更加凸顯。美國公用事業監管委員協會（NARUC）通過天然氣發電與電力系統運營分析及可靠性標準計劃所開展的工作，進一步凸顯了尋找新解決方案以應對這一長期挑戰的緊迫性。幸運的是，儲能系統正在美國批發市場迅速普及，為極端天氣條件下的可靠性和可負擔性提供了有力支撐。
儲能系統能夠在電力價格低廉且供應充足時儲存多余能量，并在電網最需要時釋放這些能量。
氣電協調面臨的挑戰
氣電協調是一項復雜而獨特的挑戰。在寒冷天氣條件下，天然氣的供應需要同時滿足家庭和企業的供暖以及天然氣發電廠發電的需求。然而，這兩種需求可能難以同時滿足，導致它們本質上形成競爭。這種競爭的一個根源在于天然氣和能源市場的根本運作差異。例如，美國東北電力協調委員會的一項近期研究發現，該地區多數天然氣發電廠的天然氣供應并不充裕，意味著在供暖和發電之間，天然氣供應可能首先滿足前者。
進一步加劇這種復雜關系的是天然氣供應與電網運營之間的相互依賴。天然氣壓縮站通常依賴電力運行。如果某個地區的電力主要由天然氣發電廠提供，而天然氣供應不足導致電力短缺，則天然氣壓縮站無法正常運轉，進而阻礙天然氣向發電廠的輸送。這形成了一個惡性循環：電力短缺導致天然氣無法輸送，進而限制發電量。這些復雜性意味著一個系統的任何故障都可能迅速影響另一個系統，導致天然氣系統和電力系統面臨中斷和可靠性挑戰。
儲能系統發揮重要作用
儲能系統為氣電協調提供了強有力的解決方案，帶來了天然氣供應系統和電力系統單獨無法實現的靈活性和可靠性。美國東北電力協調委員會研究指出，盡管提高天然氣儲存和補給能力是確保電力系統可靠性的可行策略，但其存在明顯局限性。
一個關鍵限制是長時間的極端寒冷天氣所帶來的風險。儲能系統通過儲存和調度能源，不依賴于有限的燃料供應，可以直接應對這些挑戰。因此，儲能系統增強了電網的韌性，并在以下方面減輕了供應中斷的影響：
（1）提高業務靈活性：天然氣發電雖然通常可靠，但不夠靈活，其發電量的增減需要一些時間，限制了其快速響應需求變化的能力。相比之下，儲能系統能在幾秒鐘內做出反應，填補這一空白。
（2）實現戰略彈性：儲能系統也可以在優化天然氣使用方面發揮戰略作用。當天然氣變得稀缺或昂貴時（例如在寒潮期間），儲能系統可以放電。通過這種方式改變天然氣資源的使用，因此儲能系統不僅提高了可靠性，還降低了消費者成本。
（3）快速部署以滿足緊急需求：由于許可和監管障礙，新建天然氣管道是一個漫長且成本高昂的過程，通常需要數年才能完成。雖然一些地區可能仍需建設額外的管道，但儲能系統為短期內增強電網可靠性提供了更快、更具擴展性的選擇。通過簡化電網互聯協議和許可流程，儲能系統可以在更短時間內部署到位。
在極端天氣事件中，儲能系統在改善氣電協調方面的價值已經得到驗證。在德克薩斯州，冬季風暴的數據表明儲能系統如何發揮關鍵作用，保持電網運營平衡，避免大面積停電。其他市場也出現了類似結果。在加利福尼亞州，儲能系統在熱浪期間管理電網可靠性方面發揮了重要作用。這些案例展示了儲能系統如何作為一種靈活、快速部署的工具，在極端事件期間降低可靠性風險。
展望未來
隨著能源格局不斷變化，將儲能系統整合到氣電協調工作中至關重要。監管機構和電網運營商必須優先考慮激勵儲能部署的政策，簡化并網流程，并確保儲能系統得到合理補償。雖然天然氣在未來幾年仍將是能源系統的重要組成部分，但增加儲能系統將大幅提升靈活性和韌性。通過利用儲能系統協調天然氣和電力系統，可以更好地應對極端天氣挑戰，保護消費者免受能源成本波動的影響，并確保電網在未來實現更可靠運營。
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