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 長期儲(chǔ)能在清潔能源技術(shù)中占據(jù)令人羨慕的地位。它的吸引力比區(qū)塊鏈能源更持久，它的商業(yè)化比超級時(shí)髦的綠色氫更進(jìn)一步。理論上，長期儲(chǔ)能技術(shù)可以淘汰煤和天然氣發(fā)電廠，將可再生能源轉(zhuǎn)化為全天候資源，并為無碳電網(wǎng)鋪平道路。

為什么我們會(huì)在意儲(chǔ)能時(shí)長？

風(fēng)能和太陽能是全球增長最快的電力來源，但它們只在特定時(shí)間產(chǎn)生電能。能量儲(chǔ)能使這種能量在其他時(shí)候有用。

今天最大的電網(wǎng)儲(chǔ)能來源是抽水蓄能，它利用電力將水抽到抬高的水庫，然后釋放水，并在需要時(shí)重新發(fā)電。但是這些大型建筑項(xiàng)目現(xiàn)在很難建造。

近年來，鋰電池絕對主導(dǎo)了新的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。但是它們很少能在超過四個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大功率——這就是人們所說的“放電持續(xù)時(shí)間”從技術(shù)上講，電池可以使用更長時(shí)間，但在當(dāng)今的市場動(dòng)態(tài)中，它的成本通常高于其價(jià)值。在當(dāng)今的電力市場體系中，開發(fā)商很難找到一個(gè)長期儲(chǔ)能賺錢的地方。

長時(shí)間儲(chǔ)能是多久？

企業(yè)家們聲稱各種不同技術(shù)都具有“長期”的稱號(hào)。

美國加州，幾家初創(chuàng)公司曾宣傳他們奇特的四小時(shí)存儲(chǔ)產(chǎn)品為“長期”，但這是相當(dāng)缺乏說服力的營銷。鋰電池已經(jīng)在競爭四小時(shí)的應(yīng)用，比任何小批量和相對未經(jīng)證實(shí)的替代品都更具成本效益。試圖在此期間挑戰(zhàn)鋰離子的科技初創(chuàng)企業(yè)往往會(huì)失敗。

哈維爾·卡瓦達(dá)(JavierCavada)是海維電力(Highview Power)低溫空氣儲(chǔ)能公司的首席執(zhí)行官，他以一種更加面向目標(biāo)的方式定義了長期儲(chǔ)能。“‘長持續(xù)時(shí)間’是指足夠長的時(shí)間，以一整天的可再生能源作為基本負(fù)荷，”他在一次采訪中說。

從長遠(yuǎn)來看，總部位于馬薩諸塞州的初創(chuàng)公司Form Energy與明尼蘇達(dá)公用事業(yè)公司大河能源公司達(dá)成協(xié)議，將在2023年前安裝一個(gè)長期系統(tǒng)。該項(xiàng)目將能夠在長達(dá)150小時(shí)的時(shí)間內(nèi)排放1兆瓦。Form一直對其“水性空氣”電池的外觀保持沉默，但它聲稱在比競爭對手更長的時(shí)間內(nèi)具有成本競爭力。

行業(yè)分析師指出:“長期”是一個(gè)非常不精確的術(shù)語，目前在行業(yè)中使用，它涵蓋了從6到1000多個(gè)小時(shí)的額定放電。“現(xiàn)在是我們開始從指定時(shí)間轉(zhuǎn)向從存儲(chǔ)所能提供的功能方面來描述存儲(chǔ)的時(shí)候了。”

長期存儲(chǔ)實(shí)際上會(huì)做什么？

目前，美國加州沒有專門為現(xiàn)有儲(chǔ)能產(chǎn)品支付長期存儲(chǔ)費(fèi)用的利基市場。這些項(xiàng)目需要將他們的特殊技能應(yīng)用于實(shí)際的市場需求。

提供峰值功率是一個(gè)很有前途的角色。目前，燃燒天然氣的“peaker”電廠就是這樣做的，當(dāng)太陽落山，太陽能消失時(shí)，加州人的燈還亮著。一家電池廠的四小時(shí)工作時(shí)間非常適合將一天的太陽能生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到需求高峰的晚上。但之后它就用完了，當(dāng)需求持續(xù)時(shí)間更長時(shí)，這就成了一個(gè)問題。

電池還不能與燃?xì)獍l(fā)電廠在提供多天的長期電力方面競爭。但是，一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效的24小時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以處理更長時(shí)間的需求高峰，而一個(gè)48小時(shí)的系統(tǒng)可以做得更多。

紐約州已經(jīng)正式將老的、污染嚴(yán)重的峰值排放者作為退休對象，提出了用儲(chǔ)能來替代它們的想法。那里的研究表明，電池只能替代6%至11%運(yùn)行最少的峰值電池。形式能源公司研究了長時(shí)間儲(chǔ)能的作用，發(fā)現(xiàn)它與鋰離子電池相結(jié)合，可以經(jīng)濟(jì)高效地淘汰83%的國家峰值電池，同時(shí)提供同等的可靠性。

隨著越來越多的可再生能源到來，同時(shí)向電網(wǎng)輸送大量電力，它們將產(chǎn)生壓力，要求削減或丟棄發(fā)電時(shí)不需要的任何電力。風(fēng)力和太陽能發(fā)電廠的所有者可能會(huì)感受到財(cái)務(wù)壓力，需要建立長期系統(tǒng)來獲取產(chǎn)量，并在能賺更多錢的時(shí)候出售。從系統(tǒng)的角度來看，這是對現(xiàn)有發(fā)電廠更有效的利用。

許多地區(qū)在晴天和雨天或陰天之間有明顯的季節(jié)變化。足夠便宜的長期儲(chǔ)能可以儲(chǔ)能幾個(gè)月的電力，以避免在夏天減少太陽能，并在陰沉的天氣到來時(shí)支撐電力供應(yīng)。

有什么問題嗎？

儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的最大障礙是說服通常保守的發(fā)電廠客戶。新興技術(shù)與電網(wǎng)目前使用的任何技術(shù)都不同，是幾十年運(yùn)行的安全賭注。

實(shí)驗(yàn)室測試可以降低風(fēng)險(xiǎn)，但沒有什么比運(yùn)行中的兆瓦級裝置更能證明某些東西是有效的了。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的一大例外是抽水蓄能電站，它已經(jīng)大規(guī)模使用了幾十年。相反，這些項(xiàng)目努力要解決高資本支出和環(huán)境問題。

對儲(chǔ)能另一項(xiàng)批評，是攻擊這項(xiàng)技術(shù)的框架:“長時(shí)間”只是對慢放電電池的一個(gè)更好的稱呼嗎？對于某些技術(shù)來說，就是這樣。該設(shè)備如何移動(dòng)電子的物理性質(zhì)限制了它一次可以推動(dòng)的功率。結(jié)果是漫長而緩慢的涓涓細(xì)流。“長期存儲(chǔ)”聽起來比“長期、緩慢的涓流技術(shù)”更令人印象深刻。

但其他技術(shù)可以定制功率能量比，這意味著它們可以在一定范圍內(nèi)提供所需的功率，只要需要。例如，Highview Power根據(jù)所需的兆瓦容量安裝傳統(tǒng)渦輪機(jī)，并根據(jù)需要添加盡可能多的低溫儲(chǔ)罐，以獲得所需的能量容量。如果需要更長時(shí)間的儲(chǔ)能，它可以在幾年后增加更多的儲(chǔ)罐。這種可定制性平息了“慢電池”的批評。

最終，長期儲(chǔ)能提供商需要找到一個(gè)合理的商業(yè)模式。