據(jù)外媒報(bào)道，低碳電網(wǎng)需要更長(zhǎng)的儲(chǔ)能時(shí)間，但現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)很難能滿足這種需求。其中的5種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)或?qū)⒃谖磥?lái)可能具有更長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展前景。
如今的可再生能源發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電占據(jù)主導(dǎo)地位，但風(fēng)能和太陽(yáng)能只在特定時(shí)間產(chǎn)生，因此它們需要儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)幫助彌補(bǔ)電力缺口，為此長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)將具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。而如今絕大多數(shù)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)采用的都是鋰離子電池。如果將其儲(chǔ)能時(shí)間再延長(zhǎng)幾個(gè)小時(shí)，那么就會(huì)發(fā)現(xiàn)成本變得非常昂貴。
目前還沒(méi)有哪一種儲(chǔ)能技術(shù)能夠完全勝任長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能角色。從技術(shù)上講，很多儲(chǔ)能技術(shù)都是“可行的”。問(wèn)題是，它們是否以可接受的成本和開(kāi)發(fā)周期運(yùn)作，開(kāi)發(fā)這些儲(chǔ)能技術(shù)的企業(yè)能否維持足夠長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)時(shí)間以證明這一點(diǎn)？對(duì)于儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商而言，這很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谶^(guò)去幾年中，市場(chǎng)上很少部署這些儲(chǔ)能技術(shù)。
目前兩種發(fā)展趨勢(shì)使這種情況開(kāi)始改變。
首先，風(fēng)能和太陽(yáng)能在美國(guó)和其他國(guó)家的新增產(chǎn)能方面競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。而由于產(chǎn)能的激增，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)和太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)高度集中的區(qū)域?yàn)榇似惹行枰渴痖L(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。而長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的早期市場(chǎng)通常是偏遠(yuǎn)地區(qū)或島嶼，那里的可再生能源+儲(chǔ)能項(xiàng)目的電力成本價(jià)格通常超過(guò)了柴油發(fā)電的價(jià)格。
其次，許多國(guó)家和地區(qū)以及公用事業(yè)公司都提高了清潔能源的目標(biāo)。一旦承諾采用100%的無(wú)碳電力，就必須認(rèn)真思考采用什么樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)取代天然氣峰值發(fā)電廠。而實(shí)現(xiàn)清潔能源目標(biāo)為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)創(chuàng)造了更多的機(jī)會(huì)。
鑒于這些發(fā)展，為此介紹一些具有更好發(fā)展前景的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。其選擇標(biāo)準(zhǔn)包括：可行的技術(shù)、獲得的投資、市場(chǎng)吸引力（根據(jù)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能曲線劃分）。
1、抽水蓄能技術(shù)
基于重力的抽水蓄能是一種古老的儲(chǔ)能技術(shù)。根據(jù)美國(guó)能源部的調(diào)查，雖然電池儲(chǔ)能系統(tǒng)得到了廣泛部署，但抽水蓄能設(shè)施仍為美國(guó)電網(wǎng)提供95％的儲(chǔ)能容量。
抽水蓄能設(shè)施一旦建成，其儲(chǔ)能成本就會(huì)非常低。與世界上較大的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，抽水蓄能設(shè)施可以存儲(chǔ)大量的能源。但問(wèn)題是，由于建設(shè)大型水電基礎(chǔ)設(shè)施的許可以及在實(shí)施大規(guī)模建設(shè)項(xiàng)目方面面臨困難，難以新建抽水蓄能設(shè)施。
新建的抽水蓄能設(shè)施通常建在不會(huì)破壞河流生態(tài)系統(tǒng)的孤立水庫(kù)，這可以簡(jiǎn)化許可流程，但抽水蓄能項(xiàng)目仍面臨長(zhǎng)達(dá)10年的開(kāi)發(fā)時(shí)間和數(shù)十億美元投資的問(wèn)題。
盡管如此，少數(shù)抽水蓄能項(xiàng)目建設(shè)仍在緩慢推進(jìn)。例如，在蒙大拿州建設(shè)的400MW的Gordon Butte抽水蓄能項(xiàng)目獲得了許可和資金支持。加利福尼亞州建設(shè)的1300MW的Eagle Mountain水蓄能項(xiàng)目獲得了NextEra Energy公司的建設(shè)和支持。公用事業(yè)公司Dominion Energy公司正在弗吉尼亞州西南部開(kāi)發(fā)一個(gè)800MW的儲(chǔ)能時(shí)間為10小時(shí)的抽水蓄能設(shè)施。
可再生能源發(fā)電的興起促使人們重新審視這項(xiàng)古老的儲(chǔ)能技術(shù)。
2、混凝土砌塊儲(chǔ)能技術(shù)
混凝土砌塊儲(chǔ)能技術(shù)是通過(guò)起重機(jī)將成千上萬(wàn)個(gè)特制的混凝土塊堆放成塔臺(tái)，然后在需要釋放能量時(shí)再把它們放下，從而存儲(chǔ)多余的能量。
這是初創(chuàng)廠商Energy Vault公司提出的一個(gè)挑戰(zhàn)性概念，這個(gè)想法源于抽水蓄能技術(shù)，但是對(duì)其進(jìn)行了改造并避免了一些地理?xiàng)l件的限制。該公司采用混凝土和起重機(jī)等其他行業(yè)成熟的技術(shù)開(kāi)發(fā)推出了這種儲(chǔ)能技術(shù)。
這一技術(shù)為Energy Vault公司帶來(lái)了該公司有史以來(lái)較大的一筆投資：去年夏天從軟銀集團(tuán)獲得了1.1億美元投資。而塔塔電力公司與Energy Vault公司簽署了一個(gè)35MWh小型項(xiàng)目的合同，這表明了有些客戶對(duì)這種儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)生了興趣。
Energy Vault公司表示，如果該系統(tǒng)已啟動(dòng)并正在運(yùn)行，則可以建立許多信任關(guān)系。建立適用于商業(yè)實(shí)踐的功能對(duì)于該儲(chǔ)能技術(shù)至關(guān)重要。
3、液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)
英國(guó)儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商Highview Power公司經(jīng)過(guò)15年的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)，致力于將其開(kāi)發(fā)的液態(tài)空氣儲(chǔ)能試點(diǎn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮蜕虡I(yè)儲(chǔ)能設(shè)施。
該公司將空氣壓縮并將其存儲(chǔ)在加壓的儲(chǔ)罐中，其空氣壓縮設(shè)備和發(fā)電機(jī)來(lái)自成熟行業(yè)已建立的供應(yīng)鏈。這種創(chuàng)新的儲(chǔ)能技術(shù)可用于電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。
Highview Power公司為早期項(xiàng)目籌集資金，并向市場(chǎng)展示了他們的工作成果，該公司于去年2月從住友重工公司籌集了4600萬(wàn)美元。
4、地下壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)
地下壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的基本概念是使用多余的電能將壓縮空氣泵入地下巖層，其作用類(lèi)似于巨型儲(chǔ)罐，釋放壓縮空氣可使發(fā)電設(shè)施在需要時(shí)重新發(fā)電。
但是，這種儲(chǔ)能技術(shù)通常受到地理環(huán)境的限制。加拿大儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商Hydrostor公司采用了不同的方法：將壓縮空氣泵入現(xiàn)有的洞穴中（例如廢棄的礦井），并用水保持恒定壓力，其目標(biāo)是使壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)擺脫受到地質(zhì)條件的限制，同時(shí)采用其他成熟行業(yè)的設(shè)備而將技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)降至較低。
Hydrostor公司在加拿大部署一個(gè)地下壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，并且正在澳大利亞部署一個(gè)示范項(xiàng)目。
5、液流電池儲(chǔ)能技術(shù)
液流電池一直被認(rèn)為是具有前途的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，但這并沒(méi)有給其帶來(lái)多少市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
目前一些液流電池公司或者無(wú)力經(jīng)營(yíng)而破產(chǎn)，或者希望實(shí)施大規(guī)模的商業(yè)部署。而專家表示，液流電池具有壽命長(zhǎng)、可深度放電、以及長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)。
液流電池廠商ESS公司、Avalon公司、英國(guó)液流電池廠商RedT公司、日本住友電工、中國(guó)大連融科、上海電氣、普能世紀(jì)等企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)拓。
結(jié)語(yǔ)
隨著越來(lái)越多的可再生能源發(fā)電設(shè)施并入電網(wǎng)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的重要性將繼續(xù)提高，相信日益成熟的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)將在未來(lái)得到更廣泛的部署。
