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持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)有助于滿足美國(guó)夏季電力峰值需求，但長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)(LDES)可能是滿足美國(guó)冬季電力峰值需求的關(guān)鍵因素。

這是根據(jù)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)最新進(jìn)行研究得出的結(jié)論。目前，幾乎所有新加入電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)都是鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，并且90%以上的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)持續(xù)時(shí)間不超過4小時(shí)。

一方面是由于人們認(rèn)為電池儲(chǔ)能系統(tǒng)存在局限性，另一方面也是因?yàn)槊绹?guó)以及世界上大多數(shù)國(guó)家市場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)持續(xù)時(shí)間的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了這個(gè)數(shù)字。


如今，有幾十家儲(chǔ)能開發(fā)商推出了鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的替代技術(shù)，這些儲(chǔ)能技術(shù)的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，甚至長(zhǎng)達(dá)幾天，并且正在尋求商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

對(duì)于這些公司來說，他們面臨的部分挑戰(zhàn)是鋰離子電池由于大規(guī)模生產(chǎn)而大幅降低成本，電動(dòng)汽車和其他應(yīng)用也需要采用大量鋰離子電池。這意味著，從電池到電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的各個(gè)層面，都享受到了成本的持續(xù)下降和創(chuàng)新，而投資者和其他利益相關(guān)者現(xiàn)在有了一些時(shí)間來適應(yīng)和采用長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。

因此，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)提供商必須繼續(xù)努力降低成本并擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，美國(guó)政府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并通過其“儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)”競(jìng)賽和最近承諾為一系列長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目提供3.25億美元資金支持。


與此同時(shí)，獲得長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場(chǎng)價(jià)值是一個(gè)需要解決的“先有雞還是先有蛋”的問題。隨著可再生能源應(yīng)用的日益普及，對(duì)持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)需求也在增長(zhǎng)。

DNV公司在其最近發(fā)布的《2023年能源轉(zhuǎn)型展望》報(bào)告中表示，像釩氧化還原液流電池(VRFB)這樣的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)有望以相對(duì)較低的成本提供8小時(shí)至24小時(shí)的持續(xù)放電時(shí)間，并且對(duì)于更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的要求開始快速增長(zhǎng)。

彭博新能源財(cái)經(jīng)公司在其最近發(fā)布的一份研究報(bào)告中表示，到目前為止，全球已累計(jì)部署了約1.4GW/8.2GWh長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)（非鋰電池和非抽水蓄能設(shè)施），但盡管美國(guó)和中國(guó)都宣布了一系列聲明，但長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場(chǎng)情況仍不確定。

最近，在美國(guó)一些領(lǐng)先的電池儲(chǔ)能市場(chǎng)，例如加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(CAISO)和德克薩斯州電力可靠性委員會(huì)(ERCOT)的服務(wù)區(qū)域，其運(yùn)營(yíng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)時(shí)間有增加趨勢(shì)，但加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(CAISO)的平均持續(xù)時(shí)間仍然為4小時(shí)，而德克薩斯州電力可靠性委員會(huì)(ERCOT)的平均持續(xù)時(shí)間約為2小時(shí)。

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商Fluence公司的美洲分公司總裁John Zahurancik在最近的一次接受行業(yè)媒體采訪時(shí)表示：“我們已經(jīng)看到儲(chǔ)能市場(chǎng)向更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間穩(wěn)步遷移。持續(xù)時(shí)間較短的用例往往更容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，而且通常是優(yōu)先考慮的因素。”

Zahurancik表示，該公司正在調(diào)查潛在客戶對(duì)持續(xù)時(shí)間為6小時(shí)和8小時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資興趣，其中一些調(diào)查已經(jīng)在美國(guó)加州和智利等市場(chǎng)開始實(shí)施。

他認(rèn)為，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠提供長(zhǎng)達(dá)6小時(shí)和8小時(shí)的儲(chǔ)能應(yīng)用，但還有一些新的儲(chǔ)能技術(shù)可能會(huì)提供更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。

然而，根據(jù)美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)未來發(fā)展的研究報(bào)告，美國(guó)能源市場(chǎng)在很大程度上是為目前甚至以的需求而配置的，而不是未來需求。

這意味著儲(chǔ)能市場(chǎng)是圍繞公用事業(yè)公司和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商為客戶提供可靠電力需求而設(shè)計(jì)的，其中很大一部分是圍繞滿足夏季的電力需求峰值期間而設(shè)計(jì)的。它們往往在太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施發(fā)電量最高的上午和下午出現(xiàn)。

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)的研究報(bào)告的作者表示，美國(guó)的幾個(gè)批發(fā)市場(chǎng)為此實(shí)施了固定的4小時(shí)容量規(guī)則。在這些市場(chǎng)上，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)不會(huì)比4小時(shí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)獲利更多。

然而，冬季的電力需求比夏季更為顯著，特別是隨著建筑物供暖電氣化和極端天氣事件變得越來越普遍。雖然冬季峰值期間持續(xù)的時(shí)間比夏季更長(zhǎng)，但太陽(yáng)能發(fā)電量在這些時(shí)候也不豐富，因此采用長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的情況越來越多。

即使在夏天，所需儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)時(shí)間也會(huì)增加。太陽(yáng)能行業(yè)資深人士和金融家、美國(guó)能源部貸款項(xiàng)目辦公室的負(fù)責(zé)Jigar Shah表示，在今年早些時(shí)候德克薩斯州的熱浪期間，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商看長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)可能是管理電力需求具有價(jià)值的一種工具。

Shah說，“當(dāng)人們看到德克薩斯州在去年夏季風(fēng)暴期間經(jīng)歷的停電事件時(shí)，他們認(rèn)為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)更有價(jià)值，并且批發(fā)電價(jià)一直高企。很多用戶需要持續(xù)時(shí)間為6小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，而他們基本上部署的是2小時(shí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，無法真正滿足他們需求。所以這是一個(gè)很好的例子，如果他們采用10小時(shí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)際上能夠更好地滿足市場(chǎng)需求。”

原標(biāo)題：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以滿足美國(guó)冬季峰值期間電力需求