公用事业规模电池储能成本预测2023年更新

效用规模的成本预测 电池存储：2023年更新 WesleyCole和AkashKarmakar 国家可再生能源实验室 NREL是美国能源部的国家实验室能源效率和可再生能源办公室 由可持续能源联盟运营，LLC 该报告可从国家可再生能源免费获得 Laboratory(NREL)atwww.nrel.gov/publications. 合同号DE-AC36-08GO28308 技术报告 NREL/TP-6A40-853322023年6月 效用规模的成本预测 电池存储：2023年更新 WesleyCole和AkashKarmakar 国家可再生能源实验室 建议引文 Cole,WesleyandAkashKarmakar.2023.公用事业规模电池的成本预测存储：2023年更新.Golden,CO:国家可再生能源实验室。 NREL/TP-6A40-85332.https://www.nrel.gov/docs/fy23osti/85332.pdf. NREL是美国能源部的国家实验室能源效率和可再生能源办公室 由可持续能源联盟运营，LLC 该报告可从国家可再生能源免费获得 Laboratory(NREL)atwww.nrel.gov/publications. 技术报告 NREL/TP-6A40-853322023年6月 国家可再生能源实验室15013丹佛西公园路Golden,CO80401 合同号DE-AC36-08GO28308303-275-3000•www.nrel.gov 通知 这项工作是由国家可再生能源实验室撰写的，由可持续发展联盟运营 Energy,LLC,fortheU.S.DepartmentofEnergy(DOE)underContractNo.DE-AC36-08GO28308.Funding 由美国能源部能源效率和可再生能源战略计划办公室提供，政策和分析办公室。此处表达的观点不一定代表DOE或 美国政府。 本报告可从国家可再生能源免费获得 能源实验室（NREL），网址为www.nrel.gov/publications。 美国能源部（DOE）1991年后发布的报告越来越多的1991年前的文件可用 通过www.OSTI.gov免费 DennisSchroeder的封面照片：（顺时针，从左到右）NREL51934，NREL45897，NREL42160，NREL45891，NREL48097， NREL46526。 NREL在包含回收内容的纸张上打印。 Acknowledgments 我们感谢ReEDS建模团队对这项工作的投入。我们也感谢Bethany Frew,VigneshRamasamy,andMattRippeforprovidingfeedbackonthisyear'sreport.this 工作由国家可再生能源实验室撰写，由联盟运营 SustainableEnergy,LLC,fortheU.S.DepartmentofEnergy(DOE)underContractNo.DE- AC36-08GO28308。资金由美国能源部能源办公室提供效率和可再生能源战略分析团队。文章中表达的观点不一定代表DOE或美国政府的观点。所有错误和遗漏是作者的唯一责任。 执行摘要 在这项工作中，我们描述了公用事业规模的成本和性能预测的开发锂离子电池系统，重点是4小时持续时间系统。预测是 从对最新出版物的分析中开发出来，这些出版物包括公用事业规模的存储成本。一系列出版物表明，电池存储的预计成本降低差异很大 Withtime.FigureES-1showsthesuiteofprojectedcostreductions(onanormalbasis) 从文献中收集(以灰色显示)以及低、中和高成本预测 在这项工作中开发（以黑色显示）。图ES-2显示了4小时的总体资本成本 根据这些预测，电池系统的存储成本为245美元/千瓦时，326美元/千瓦时，以及 2030年为403美元/千瓦时，2050年为159美元/千瓦时，226美元/千瓦时和348美元/千瓦时。电池可变 还讨论了运营和维护成本、寿命和效率，根据调查的出版物选择的建议值。 1 0.8 高 0.6 0.4 Mid 文学价值 Low 0.2 0 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 图ES-1.4小时锂离子系统的电池成本预测，值归一化 相对于2022年。在这项工作中开发的高，中和低成本预测显示为粗体线。 600 500 400高 300 Mid 200 Low 100 0 2020202520302035204020452050 图ES-2.4小时锂离子系统的电池成本预测。 目录 1背景……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 2…………1 3方法……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4……………………………………………………1 参考资Re料su1l0tsand讨论…………………………………………………………………………………………………………………………… 附录…124 Summary9 数字列表 图ES-1.Battery成本projectsfor4小时锂离子系统,与值相对to2022.iv 图ES-2.Battery成本projectsfor4小时锂离子系统………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………iv 图1.Battery成本projectsfor4小时锂离子系统,与值相对to2022.4 图2.Battery成本projectsfor4小时锂离子系统……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………5 图3.Current蓄电池存储费用从最近研究5 图4.Costprojectsfor功率(左)and能源(right)组件of锂离子系统6 图5.Costprojectsfor2-,4-,and6小时持续时间电池使用themid成本投影。7 图7.比较of成归本一p化rotjoectthse已"中开间发"在成本这个投影报告在(t固he体ye线ar)2反02对0...t..h.e...值.....从.....t..h.e14 2021成本投影报告(科尔,弗雷泽,and奥古斯丁2021)(虚线线条）14 图8.比较of成本projects已开发在这个报告(固体线)the值从the2021 表列表 成本投影报告(科尔,弗雷泽,and奥古斯丁2021)(虚线线条),与all值 Table1.Listof出版物used在这个studyto确定蓄电池成本and性能预测……2Table2.价值观从图1and图2,which显示the归一化and绝对存储费用超过 时间。存储费用are隔夜资本费用fora完成4小时蓄电池系统13 v 1背景 电池存储成本在过去十年中迅速变化。2016年，国家 可再生能源实验室（NREL）发布了一套公用事业规模的成本预测锂离子电池（Cole等人，2016年）。这些预测严重依赖电动汽车电池预测，因为公用事业规模的电池预测在很大程度上无法用于持续时间超过30分钟。2019年，电池成本预测根据 专注于公用事业规模电池系统的出版物(Cole和Frazier2019)，以及更新 发表于2020年（科尔和弗雷泽2020年）和2021年（科尔、弗雷泽和奥古斯丁2021年）。那里在2022年没有发布更新。本报告使用发布的数据更新了这些成本预测 2021年、2022年和2023年初。 这项工作的预测重点是用于容量的公用事业规模的锂离子电池系统扩展模型。这些预测构成了年度电池存储的输入 技术基线（NREL2022）。然后将预测用于NREL的产能扩展模型，包括区域能源部署系统(ReEDS)(Ho等人2021年)和资源计划模型(RPM)(Mai等人，2013年)。 2种方法 在这项工作中开发的成本和性能预测使用基于文献的方法哪些预测通常基于文献中的低值、中值和最高值。 Table1列出了在这项工作中呈现的出版物。由于价格快速变化和对电池存储的部署预期，只有2022年和2023年发布的出版物是用于创建投影。除了出版物之外，我nTable1,我们还包括2020年电力研究所（EPRI2020）的运营和维护报告 (O&M)和性能假设，但我们不使用它们的成本预测，因为它是2022年之前出版。 在制定基于成本和性能预测的基础上存在许多固有的挑战首先，发布的值的定义并不总是 clear.Forexample,dollaryear,onlineyear,duration,depth-of-discharge,lifetime,andO&Mare 对于一组给定的值，并不总是以相同的方式定义（甚至完全定义）。这里提出的一些值需要从指定的来源进行解释。第二， 许多已发布的值将其发布的预测与 others,anditisnotclearhowmuchtheprojectionsrelyonone-other.Thus,ifoneprojection被用来通知另一个人，这个投影可能会人为地偏向我们的结果(朝向那个特定的projection)morethanothers.Third,becauseoftherelativelylimiteddatasetforactualbattery系统和快速变化的成本，目前还不清楚如何不同的电池预测 加权。例如，如果2022年下半年发布的预测被给予更高的比之前发布的重量？或者一些组织更擅长做出预测或 捕捉供应链中断，因此应该给予更高的权重？ 为了提供对当前文献的中立调查，所有成本预测都包括 在本报告中加权相等。当我们对已发布的预测进行审查时，我们 发现他们中的许多人要么引用了本报告的先前更新，要么引用了年度 TechnologyBaseline,whichalsoreliesonthiscostprojectivereportforitsinput.Thus, 包括所有最新发布的预测都会造成已知的冗余(根据 上面列出的第二个挑战)，因此被排除在这项工作之外。在某些情况下，我们的提供了以前的工作作为预测的起点，然后进行了调整 以更好地捕捉分析师对电池存储定价的看法。如果是这样的话，我们考虑了投影是独一无二的，并将其包含在我们的调查中。 表1.本研究中用于确定电池成本和性能的出版物列表 projects.在一些情况下，顾问参与创建存储成本预测。在这些情况下 我们首先列出咨询公司，然后列出他们支持的组织。 组织机构来源 AES印第安纳州 AES印第安纳州2022综合资源计划（AES印第安纳州2022) BNEF布拉德（2023） BrattleNewell等人（2022） CharlesRiverAssociates(CRA)/杜克能源 杜克能源与CRA(2022) E3/纽约部纽约6GW储能路线图(NYDPS和 公共服务（NYDPS）/NYSERDA2022）纽约州能源 研究与发展 管理局(NYSERDA) E来源Jaffe(2022) 能源信息 行政（EIA） AscendAnalytics/Grant公共事业区(PUD)Guidehouse 2023年年度能源展望（EIA2023） 2022年赠款PUD综合资源计划(2022年赠款PUD)Guidehouse(2021) 国际能源署世界能源展望2022(IEA2022) IHS/PJM ： 太平洋西北国家实验室(PNNL) 西门子/公共服务新墨西哥州公司(PNM) 三态生成和传输