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麻省理工學(xué)院能源倡議(MITEI)研究團(tuán)隊(duì)最近發(fā)布了一份研究報(bào)告，分析了儲(chǔ)能技術(shù)與可再生能源在2050年之前有效地建立深度脫碳的電力系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。

這份題為“儲(chǔ)能的未來”的報(bào)告，建議將各國政府對(duì)分析工具的投資轉(zhuǎn)移到規(guī)劃、運(yùn)營和監(jiān)管電力系統(tǒng)上。它專注于電力需求快速增長的新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體(EMDE)，例如印度。該報(bào)告指出，新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體(EMDE)必須確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的用處以補(bǔ)充電力系統(tǒng)，其中包括發(fā)電、輸電和需求響應(yīng)。

該報(bào)告指出，美國許多已經(jīng)關(guān)閉的發(fā)電廠可以通過用儲(chǔ)熱器和新型蒸汽發(fā)生器取代化石燃料發(fā)電廠，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾膬?chǔ)能設(shè)施。

儲(chǔ)能系統(tǒng)•儲(chǔ)能市場與政策

根據(jù)調(diào)查，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以使電力系統(tǒng)的深度脫碳降低成本。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)也將有助于印度和其他依賴煤炭發(fā)電、缺乏低成本天然氣來脫碳電網(wǎng)的新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體(EMDE)。

該研究的重點(diǎn)集中在四種重要的儲(chǔ)能技術(shù)——電化學(xué)、熱儲(chǔ)能、化學(xué)能和機(jī)械能。研究發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)（包括各種不同的電池），比機(jī)械能和熱儲(chǔ)能系統(tǒng)具有更高的能量密度，但功率密度比化學(xué)能儲(chǔ)能系統(tǒng)低。

例如，鋰離子電池具有較高的能量和功率密度，以及較高的充放電效率。鋰離子電池的這種能源友好特性使其成為電動(dòng)汽車的最佳解決方案，并且主要用于短時(shí)儲(chǔ)能（4小時(shí)）。

該研究建議在現(xiàn)有發(fā)電廠充分利用蒸汽輪機(jī)，并增加蓄熱設(shè)備和新的蒸汽發(fā)生器，以替代使用化石燃料發(fā)電。重點(diǎn)是建立短期熱儲(chǔ)能機(jī)制，以降低將熱能轉(zhuǎn)換為電能的成本。


目前，許多發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體生產(chǎn)、運(yùn)輸和交易氫氣作為工業(yè)過程的原料。水電解制氫可以支持電力部門的脫碳。該研究將氫氣列為主要的化學(xué)儲(chǔ)能。

印度空調(diào)和電動(dòng)汽車的電力消耗

該研究側(cè)重于印度某些地區(qū)普遍存在的供電受限條件，其中離網(wǎng)電氣化系統(tǒng)已引起私人開發(fā)商和世界銀行等投融資機(jī)構(gòu)的興趣。

根據(jù)國際能源署(IEA)的數(shù)據(jù)，由于采用空調(diào)等能源密集型設(shè)備以及運(yùn)輸服務(wù)電氣化，電力負(fù)荷的增長速度很可能超過印度的總能源需求。國際能源署(IEA)預(yù)測，增長驅(qū)動(dòng)的能源消耗可能導(dǎo)致2040年印度的最終能源使用量與2019年相比增加81%。


該研究將印度歸類為需求驅(qū)動(dòng)型國家，了解需求增長和未來電力使用模式對(duì)儲(chǔ)能用例至關(guān)重要。例如由于許多因素（包括廉價(jià)勞動(dòng)力），印度的可再能源投資成本比美國低50%～70%。

該研究使用需求側(cè)建模分析了印度的儲(chǔ)能用例。該分析區(qū)分了印度已建立的電力終端用途和新興終端用途，如空調(diào)和電動(dòng)汽車(EV)。

該研究考慮了基于當(dāng)前可用空調(diào)的電力銷售預(yù)測的基準(zhǔn)情景和假設(shè)優(yōu)先采用高效空調(diào)單元的高效情景。根據(jù)國際能源署(IEA)的調(diào)查，印度空調(diào)的銷售加權(quán)平均值為3，而全球平均值為4。

雖然使用可變制冷等效率措施的中央空調(diào)系統(tǒng)在美國很常見，但印度市場主要是價(jià)格更低但效率也較低的分體式空調(diào)機(jī)組。該模型使用了NITI Aayog從2018年開始對(duì)未來電動(dòng)汽車銷售的估計(jì)以及印度政府為滿足電動(dòng)汽車充電需求而制定的目標(biāo)。

該研究預(yù)測，與空調(diào)的電力需求相比，印度電動(dòng)汽車充電的電力需求相對(duì)適中，無論是在年度能耗還是峰值能耗方面。這一發(fā)現(xiàn)與美國和歐洲等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的預(yù)測形成鮮明對(duì)比，在這些國家，電力需求的增長主要來自電動(dòng)汽車充電，這將對(duì)電網(wǎng)的長期發(fā)展產(chǎn)生影響。

儲(chǔ)能系統(tǒng)與可變可再生能源相結(jié)合是印度電力行業(yè)最具前途的解決方案之一。而根據(jù)世界銀行在2018年發(fā)布的另一份報(bào)告，印度各種能源總裝機(jī)容量已經(jīng)從2007年的154.7GW增加到2018年的345.5GW，并成為全球第三大電力生產(chǎn)國。 

原標(biāo)題：研究表明印度等新興經(jīng)濟(jì)體必須致力于部署儲(chǔ)能系統(tǒng)