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五种长时储能技术 你更看好那一种?

[日期:2020-04-07]   来源:中国储能网   作者:   [字体: ]

据外媒报道,低碳电网需要更长的储能时间,但现有储能技术很难能满足这种需求。其中的5种长时储能技术或将在未来可能具有更长远发展前景。

如今的可再生能源发电,风力发电和太阳能发电占据主导地位,但风能和太阳能只在特定时间产生,因此它们需要储能技术来帮助弥补电力缺口,为此长时储能系统将具有巨大的发展潜力。而如今绝大多数的电池储能系统采用的都是锂离子电池。如果将其储能时间再延长几个小时,那么就会发现成本变得非常昂贵。

目前还没有哪一种储能技术能够完全胜任长时储能角色。从技术上讲,很多储能技术都是“可行的”。问题是,它们是否以可接受的成本和开发周期运作,开发这些储能技术的企业能否维持足够长的运营时间以证明这一点?对于储能开发商而言,这很难实现,因为在过去几年中,市场上很少部署这些储能技术。

目前两种发展趋势使这种情况开始改变。

首先,风能和太阳能在美国和其他国家的新增产能方面竞争非常激烈。而由于产能的激增,风力发电场和太阳能发电场高度集中的区域为此迫切需要部署长时储能系统。而长时储能系统的早期市场通常是偏远地区或岛屿,那里的可再生能源+储能项目的电力成本价格通常超过了柴油发电的价格。

其次,许多国家和地区以及公用事业公司都提高了清洁能源的目标。一旦承诺采用100%的无碳电力,就必须认真思考采用什么样的储能系统取代天然气峰值发电厂。而实现清洁能源目标为长时储能的市场创造了更多的机会。

鉴于这些发展,为此介绍一些具有更好发展前景的长时储能技术。其选择标准包括:可行的技术、获得的投资、市场吸引力(根据长时储能曲线划分)。

1、抽水蓄能技术

基于重力的抽水蓄能是一种古老的储能技术。根据美国能源部的调查,虽然电池储能系统得到了广泛部署,但抽水蓄能设施仍为美国电网提供95%的储能容量。

抽水蓄能设施一旦建成,其储能成本就会非常低。与世界上最大的电池储能系统相比,抽水蓄能设施可以存储大量的能源。但问题是,由于建设大型水电基础设施的许可以及在实施大规模建设项目方面面临困难,难以新建抽水蓄能设施。

新建的抽水蓄能设施通常建在不会破坏河流生态系统的孤立水库,这可以简化许可流程,但抽水蓄能项目仍面临长达10年的开发时间和数十亿美元投资的问题。

尽管如此,少数抽水蓄能项目建设仍在缓慢推进。例如,在蒙大拿州建设的400MW的GordonButte抽水蓄能项目获得了许可和资金支持。加利福尼亚州建设的1300MW的EagleMountain水蓄能项目获得了NextEraEnergy公司的建设和支持。公用事业公司DominionEnergy公司正在弗吉尼亚州西南部开发一个800MW的储能时间为10小时的抽水蓄能设施。

可再生能源发电的兴起促使人们重新审视这项古老的储能技术。

2、混凝土砌块储能技术

混凝土砌块储能技术是通过起重机将成千上万个特制的混凝土块堆放成塔台,然后在需要释放能量时再把它们放下,从而存储多余的能量。

这是初创厂商EnergyVault公司提出的一个挑战性概念,这个想法源于抽水蓄能技术,但是对其进行了改造并避免了一些地理条件的限制。该公司采用混凝土和起重机等其他行业成熟的技术开发推出了这种储能技术。

这一技术为EnergyVault公司带来了该公司有史以来最大的一笔投资:去年夏天从软银集团获得了1.1亿美元投资。而塔塔电力公司与EnergyVault公司签署了一个35MWh小型项目的合同,这表明了有些客户对这种储能技术产生了兴趣。

EnergyVault公司表示,如果该系统已启动并正在运行,则可以建立许多信任关系。建立适用于商业实践的功能对于该储能技术至关重要。

3、液态空气储能技术

英国储能开发商HighviewPower公司经过15年的开发和改进,致力于将其开发的液态空气储能试点项目转变为大型商业储能设施。

该公司将空气压缩并将其存储在加压的储罐中,其空气压缩设备和发电机来自成熟行业已建立的供应链。这种创新的储能技术可用于电网规模储能系统。

HighviewPower公司为早期项目筹集资金,并向市场展示了他们的工作成果,该公司于去年2月从住友重工公司筹集了4600万美元。

4、地下压缩空气储能技术

地下压缩空气储能技术的基本概念是使用多余的电能将压缩空气泵入地下岩层,其作用类似于巨型储罐,释放压缩空气可使发电设施在需要时重新发电。

但是,这种储能技术通常受到地理环境的限制。加拿大储能开发商Hydrostor公司采用了不同的方法:将压缩空气泵入现有的洞穴中(例如废弃的矿井),并用水保持恒定压力,其目标是使压缩空气储能技术摆脱受到地质条件的限制,同时采用其他成熟行业的设备而将技术风险降至最低。

Hydrostor公司在加拿大部署一个地下压缩空气储能系统,并且正在澳大利亚部署一个示范项目。

5、液流电池储能技术

液流电池一直被认为是具有前途的长时储能技术,但这并没有给其带来多少市场优势。

目前一些液流电池公司或者无力经营而破产,或者希望实施大规模的商业部署。而专家表示,液流电池具有寿命长、可深度放电、以及长时储能的优点。

液流电池厂商ESS公司、Avalon公司、英国液流电池厂商RedT公司、日本住友电工、中国大连融科、上海电气等企业在进行产品研发和市场开拓。

结语

随着越来越多的可再生能源发电设施并入电网,长时储能技术的重要性将继续提高,相信日益成熟的长时储能技术将在未来得到更广泛的部署。





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