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美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 研究人員Omar J. Guerra日前在其發(fā)表在《自然能源》雜志上的一篇研究論文指出，行業(yè)機構需要更多的研究來了解長時儲能和季節(jié)性儲能技術的經濟性，以確保它們能夠在電網脫碳方面發(fā)揮重要作用。

這篇文章以該實驗室之前進行的一項研究為基礎，該研究著眼于將長時儲能系統(tǒng) (LDES) 與可再生能源發(fā)電設施配套部署，以實現更具成本效益的電網脫碳。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，才能取代核電設施或天然氣發(fā)電廠作為電網電力可靠性的來源。 Guerra在論文指出，盡管長時儲能系統(tǒng) (LDES)面臨很好的市場機遇，但對大規(guī)模長時儲能技術的綜合建模仍然是一個重大挑戰(zhàn)，需要全面了解儲能技術在實現無碳或高可再生能源系統(tǒng)方面的價值。

根據美國能源部的統(tǒng)計數據，世界各國已經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)電設施的日常和季節(jié)性發(fā)電變化，并提高電網彈性。

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才能更加經濟可行地實現目標。”

研究人員采用一個先進的模擬電力系統(tǒng)模型，根據裝機容量成本、儲能容量成本和效率來評估不同的長時儲能技術。這些技術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。研究發(fā)現，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，才能完全取代電網上的核電設施，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)現應該有助于為儲能領域的研發(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)性儲能技術的市場機會。基于模擬的更詳細和更具代表性的建模（其中包括可以納入生產成本模型和產能規(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注和投資儲能技術。

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。作為美國就業(yè)法案基礎設施計劃的一部分，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，這將建立在美國能源部現有長時儲能系統(tǒng)研究的基礎上。

這些研究工作將有助于將新型長時儲能技術推向市場，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)電設施，這意味著在能源轉型期間，一些核電設施和天然氣發(fā)電廠仍在運營。

Guerra在文章中總結道，“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)保能源設施。”

原標題：研究認為長時儲能技術需要大幅降低成本才能取代核電和天然氣發(fā)電