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這篇文章以該實驗室之前進行的一項研究為基礎(chǔ)，該研究著眼于將長時儲能系統(tǒng) (LDES) 與可再生能源發(fā)電設(shè)施配套部署，以實現(xiàn)更具成本效益的電網(wǎng)脫碳。文章指出，需要提高長時儲能系統(tǒng) (LDES)的成本效率和放電效率，才能取代核電設(shè)施或天然氣發(fā)電廠作為電網(wǎng)電力可靠性的來源。
根據(jù)美國能源部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，世界各國已經(jīng)安裝和運營總裝機容量約為173.7GW的儲能系統(tǒng)，93％是短時儲能系統(tǒng)，這種類型的儲能系統(tǒng)有助于處理每天出現(xiàn)的電力峰值需求，但需要更長的持續(xù)放電時間來處理風能和太陽能發(fā)電設(shè)施的日常和季節(jié)性發(fā)電變化，并提高電網(wǎng)彈性。
普林斯頓大學助理教授、該報告的合著者Jesse Jenkins 說，“鋰離子電池是一種市場主流的短時儲能系統(tǒng)，但它們在實現(xiàn)氣候目標方面存在一些局限性，有各種各樣的潛在儲能技術(shù)可以發(fā)揮重要作用。我們面臨的問題是采用什么樣的儲能技術(shù)才能更加經(jīng)濟可行地實現(xiàn)目標。”
研究人員采用一個先進的模擬電力系統(tǒng)模型，根據(jù)裝機容量成本、儲能容量成本和效率來評估不同的長時儲能技術(shù)。這些技術(shù)涵蓋了一系列解決方案，包括鋅電池、鋰硫液流電池、氫儲能和壓縮空氣等儲能技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，長時儲能解決方案的儲能容量成本必須降至10美元/kWh左右，才能完全取代電網(wǎng)上的核電設(shè)施，并且必須降至1美元/kWh，才能取代具有碳捕獲和封存功能的天然氣發(fā)電廠。目前電池儲能系統(tǒng)的成本約為200美元/kWh。
Guerra在文章中指出，這些研究和發(fā)現(xiàn)應該有助于為儲能領(lǐng)域的研發(fā)工作以及私人和公共投資提供更多信息，并更好地了解這些新型長時儲能和季節(jié)性儲能技術(shù)的市場機會?；谀M的更詳細和更具代表性的建模（其中包括可以納入生產(chǎn)成本模型和產(chǎn)能規(guī)劃模型的更好的運營信息），可以幫助政策制定者和投資者更加關(guān)注和投資儲能技術(shù)。
美國《2020年能源法案》于去年12月作為2021財年綜合計劃的一部分獲得通過，其中包括一項資助3000萬美元的年度計劃，用于研究長時儲能技術(shù)。作為美國就業(yè)法案基礎(chǔ)設(shè)施計劃的一部分，美國政府還提議為氣候解決方案提供350億美元的研發(fā)資金，其中包括儲能系統(tǒng)和先進的核能技術(shù)，這將建立在美國能源部現(xiàn)有長時儲能系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上。
這些研究工作將有助于將新型長時儲能技術(shù)推向市場，并可以確定某些儲能解決方案可能適用的地方。例如，如果有足夠的地下洞穴儲存氫氣或壓縮空氣（猶他州的一個儲能項目正在探索這一策略），那么就具有成本效益。其他的熱儲能解決方案也顯示出低成本儲能的優(yōu)勢，盡管碳排放成本仍然很高，因為它們需要采用渦輪機來產(chǎn)生能量。很明顯，目前的長時儲能系統(tǒng)不太可能完全取代化石燃料發(fā)電設(shè)施，這意味著在能源轉(zhuǎn)型期間，一些核電設(shè)施和天然氣發(fā)電廠仍在運營。
Guerra在文章中總結(jié)道，“雖然有些人可能認為長時儲能系統(tǒng)是最終解決方案，并將擁有和運營更多的風能、太陽能和儲能系統(tǒng)，但這將導致更高的成本。像往常一樣，其答案是我們需要部署所有可用的節(jié)能環(huán)保能源設(shè)施。”
原標題：研究認為長時儲能技術(shù)需要大幅降低成本才能取代核電和天然氣發(fā)電
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