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編者按：近日，儲能未來是輔助清潔能源發(fā)展的一種趨勢，而由于產能的激增，風力發(fā)電場和太陽能發(fā)電場高度集中的區(qū)域為此迫切需要部署長時儲能系統(tǒng)。 

據(jù)外媒報道，低碳電網需要更長的儲能時間，但現(xiàn)有儲能技術很難能滿足這種需求。其中的5種長時儲能技術或將在未來可能具有更長遠發(fā)展前景。

如今的可再生能源發(fā)電，風力發(fā)電和太陽能發(fā)電占據(jù)主導地位，但風能和太陽能只在特定時間產生，因此它們需要儲能技術來幫助彌補電力缺口，為此長時儲能系統(tǒng)將具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。而如今絕大多數(shù)的電池儲能系統(tǒng)采用的都是鋰離子電池。如果將其儲能時間再延長幾個小時，那么就會發(fā)現(xiàn)成本變得非常昂貴。

目前還沒有哪一種儲能技術能夠完全勝任長時儲能角色。從技術上講，很多儲能技術都是“可行的”。問題是，它們是否以可接受的成本和開發(fā)周期運作，開發(fā)這些儲能技術的企業(yè)能否維持足夠長的運營時間以證明這一點？對于儲能開發(fā)商而言，這很難實現(xiàn)，因為在過去幾年中，市場上很少部署這些儲能技術。

目前兩種發(fā)展趨勢使這種情況開始改變。

首先，風能和太陽能在美國和其他國家的新增產能方面競爭非常激烈。而由于產能的激增，風力發(fā)電場和太陽能發(fā)電場高度集中的區(qū)域為此迫切需要部署長時儲能系統(tǒng)。而長時儲能系統(tǒng)的早期市場通常是偏遠地區(qū)或島嶼，那里的可再生能源+儲能項目的電力成本價格通常超過了柴油發(fā)電的價格。

其次，許多國家和地區(qū)以及公用事業(yè)公司都提高了清潔能源的目標。一旦承諾采用100%的無碳電力，就必須認真思考采用什么樣的儲能系統(tǒng)取代天然氣峰值發(fā)電廠。而實現(xiàn)清潔能源目標為長時儲能的市場創(chuàng)造了更多的機會。

鑒于這些發(fā)展，為此介紹一些具有更好發(fā)展前景的長時儲能技術。其選擇標準包括：可行的技術、獲得的投資、市場吸引力（根據(jù)長時儲能曲線劃分）。

1、抽水蓄能技術

基于重力的抽水蓄能是一種古老的儲能技術。根據(jù)美國能源部的調查，雖然電池儲能系統(tǒng)得到了廣泛部署，但抽水蓄能設施仍為美國電網提供95％的儲能容量。

抽水蓄能設施一旦建成，其儲能成本就會非常低。與世界上最大的電池儲能系統(tǒng)相比，抽水蓄能設施可以存儲大量的能源。但問題是，由于建設大型水電基礎設施的許可以及在實施大規(guī)模建設項目方面面臨困難，難以新建抽水蓄能設施。

新建的抽水蓄能設施通常建在不會破壞河流生態(tài)系統(tǒng)的孤立水庫，這可以簡化許可流程，但抽水蓄能項目仍面臨長達10年的開發(fā)時間和數(shù)十億美元投資的問題。

盡管如此，少數(shù)抽水蓄能項目建設仍在緩慢推進。例如，在蒙大拿州建設的400MW的Gordon Butte抽水蓄能項目獲得了許可和資金支持。加利福尼亞州建設的1300MW的Eagle Mountain水蓄能項目獲得了NextEra Energy公司的建設和支持。公用事業(yè)公司Dominion Energy公司正在弗吉尼亞州西南部開發(fā)一個800MW的儲能時間為10小時的抽水蓄能設施。

可再生能源發(fā)電的興起促使人們重新審視這項古老的儲能技術。

2、混凝土砌塊儲能技術

混凝土砌塊儲能技術是通過起重機將成千上萬個特制的混凝土塊堆放成塔臺，然后在需要釋放能量時再把它們放下，從而存儲多余的能量。

這是初創(chuàng)廠商Energy Vault公司提出的一個挑戰(zhàn)性概念，這個想法源于抽水蓄能技術，但是對其進行了改造并避免了一些地理條件的限制。該公司采用混凝土和起重機等其他行業(yè)成熟的技術開發(fā)推出了這種儲能技術。

這一技術為Energy Vault公司帶來了該公司有史以來最大的一筆投資：去年夏天從軟銀集團獲得了1.1億美元投資。而塔塔電力公司與Energy Vault公司簽署了一個35MWh小型項目的合同，這表明了有些客戶對這種儲能技術產生了興趣。

Energy Vault公司表示，如果該系統(tǒng)已啟動并正在運行，則可以建立許多信任關系。建立適用于商業(yè)實踐的功能對于該儲能技術至關重要。

3、液態(tài)空氣儲能技術

英國儲能開發(fā)商Highview Power公司經過15年的開發(fā)和改進，致力于將其開發(fā)的液態(tài)空氣儲能試點項目轉變?yōu)榇笮蜕虡I(yè)儲能設施。

該公司將空氣壓縮并將其存儲在加壓的儲罐中，其空氣壓縮設備和發(fā)電機來自成熟行業(yè)已建立的供應鏈。這種創(chuàng)新的儲能技術可用于電網規(guī)模儲能系統(tǒng)。

Highview Power公司為早期項目籌集資金，并向市場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4600萬美元。

4、地下壓縮空氣儲能技術

地下壓縮空氣儲能技術的基本概念是使用多余的電能將壓縮空氣泵入地下巖層，其作用類似于巨型儲罐，釋放壓縮空氣可使發(fā)電設施在需要時重新發(fā)電。

但是，這種儲能技術通常受到地理環(huán)境的限制。加拿大儲能開發(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，其目標是使壓縮空氣儲能技術擺脫受到地質條件的限制，同時采用其他成熟行業(yè)的設備而將技術風險降至最低。

Hydrostor公司在加拿大部署一個地下壓縮空氣儲能系統(tǒng)，并且正在澳大利亞部署一個示范項目。

5、液流電池儲能技術

液流電池一直被認為是具有前途的長時儲能技術，但這并沒有給其帶來多少市場優(yōu)勢。

目前一些液流電池公司或者無力經營而破產，或者希望實施大規(guī)模的商業(yè)部署。而專家表示，液流電池具有壽命長、可深度放電、以及長時儲能的優(yōu)點。

液流電池廠商ESS公司、Avalon公司、英國液流電池廠商RedT公司、日本住友電工、中國大連融科、上海電氣等企業(yè)在進行產品研發(fā)和市場開拓。

結語

隨著越來越多的可再生能源發(fā)電設施并入電網，長時儲能技術的重要性將繼續(xù)提高，相信日益成熟的長時儲能技術將在未來得到更廣泛的部署。

來源：五種長時儲能技術布局進度如何？