中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：第9章——技術(shù)創(chuàng)新和儲(chǔ)能技術(shù)的未來(lái)
9.1簡(jiǎn)介
本章探討了技術(shù)創(chuàng)新在確保儲(chǔ)能系統(tǒng)在未來(lái)電力系統(tǒng)中發(fā)揮的重要作用。出于探討的目的，研究團(tuán)隊(duì)使用“創(chuàng)新”一詞來(lái)指代新產(chǎn)品或業(yè)務(wù)實(shí)踐從創(chuàng)意到商業(yè)部署的轉(zhuǎn)變。而能源技術(shù)和其他技術(shù)的創(chuàng)新過(guò)程經(jīng)歷了五個(gè)階段：“創(chuàng)意→研發(fā)→中試工程→技術(shù)示范→部署?！?
創(chuàng)新并不會(huì)以平穩(wěn)或可預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行。許多反饋可能要求修改、加速或放慢創(chuàng)新計(jì)劃。例如，基礎(chǔ)研究通常在早期創(chuàng)意創(chuàng)造中發(fā)揮決定性作用。但是，需要通過(guò)針對(duì)性的基礎(chǔ)研究克服只在部署中出現(xiàn)的限制。同樣，部署新技術(shù)時(shí)通常會(huì)提出值得探索的新想法。
而在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，成功的創(chuàng)新需要在每個(gè)階段綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和監(jiān)管各方面。該過(guò)程的早期階段通常依賴于“技術(shù)推動(dòng)”，以公共或私人投資的形式對(duì)創(chuàng)意和研發(fā)進(jìn)行投資；而在后期，市場(chǎng)拉動(dòng)的作用越來(lái)越大。早期項(xiàng)目主要需要財(cái)務(wù)支持來(lái)支付部署前的開(kāi)發(fā)成本。后期項(xiàng)目必須吸引愿意承擔(dān)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)的投資者的私募股權(quán)和債務(wù)組合，以期獲得基于對(duì)項(xiàng)目收入和成本的可靠預(yù)測(cè)的回報(bào)。此類項(xiàng)目的目標(biāo)是通過(guò)展示性能和成本來(lái)說(shuō)服股權(quán)和債務(wù)投資者相信新技術(shù)的商業(yè)可行性。因此，需要不同的金融工具或監(jiān)管要求來(lái)鼓勵(lì)在創(chuàng)新過(guò)程的早期和后期階段取得進(jìn)展。
新技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的主要風(fēng)險(xiǎn)超出了對(duì)困難或成本的樂(lè)觀估計(jì)，還涉及外部因素，例如市場(chǎng)不確定性、監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)的變化、政府政策的轉(zhuǎn)變、公眾的反對(duì)以及基于對(duì)未來(lái)錯(cuò)誤假設(shè)的規(guī)劃。對(duì)于能源技術(shù)，由具有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、監(jiān)管和公共宣傳專業(yè)知識(shí)的個(gè)人組成的綜合項(xiàng)目開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的參與，可以幫助預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)只有技術(shù)專家參與時(shí)才能了解的挑戰(zhàn)。
美國(guó)具有先進(jìn)的創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。其研究經(jīng)費(fèi)主要來(lái)自美國(guó)聯(lián)邦政府，美國(guó)工業(yè)行業(yè)與高校密切合作促進(jìn)了基礎(chǔ)研究。這項(xiàng)研究是在有效的知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度保護(hù)下開(kāi)展的，促使大量私人資本流入，為各個(gè)領(lǐng)域的大量初創(chuàng)企業(yè)提供資金。美國(guó)在創(chuàng)新方面的比較優(yōu)勢(shì)在于早期的創(chuàng)意創(chuàng)造和研發(fā)。除了生物醫(yī)藥之外，美國(guó)在制造和供應(yīng)鏈管理方面不如許多亞洲國(guó)家和一些歐盟國(guó)家強(qiáng)大。能源創(chuàng)新中的一個(gè)標(biāo)志性例子是太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)。在上世紀(jì)70年代和80年代，美國(guó)能源部(DOE)為材料和儀器的研發(fā)提供了大量資金支持，以生產(chǎn)低缺陷的硅晶片的光伏電池。但正是中國(guó)和其他亞洲國(guó)家（韓國(guó)、馬來(lái)西亞和日本）的相在企業(yè)開(kāi)始大規(guī)模和低成本地制造優(yōu)質(zhì)光伏組件，從而使他們能夠在美國(guó)和歐盟的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。
美國(guó)能源部在創(chuàng)新方面的優(yōu)勢(shì)是建立多年的成就之上，并將繼續(xù)支持創(chuàng)意創(chuàng)造和早期能源研發(fā)。美國(guó)能源部龐大而資金充足的科學(xué)辦公室是美國(guó)物理科學(xué)技術(shù)的最大支持者。其國(guó)家實(shí)驗(yàn)室每年獲得約100億美元的資金用于國(guó)家安全和能源相關(guān)的研發(fā)。盡管在鼓勵(lì)向私營(yíng)部門轉(zhuǎn)讓技術(shù)方面做出了出色的工作和努力，但在通過(guò)研發(fā)創(chuàng)造商業(yè)產(chǎn)品方面，其生產(chǎn)力不如大學(xué)機(jī)構(gòu)和私營(yíng)公司。這部分是因?yàn)槊绹?guó)能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)技術(shù)和提高性能。因此，很少?gòu)?qiáng)調(diào)成本、批量制造設(shè)計(jì)以及滿足客戶偏好。
在美國(guó)聯(lián)邦政府支持能源創(chuàng)新方面，最近的一個(gè)重要的發(fā)展可能是在美國(guó)能源部?jī)?nèi)部建立了一個(gè)新機(jī)構(gòu)，即高級(jí)能源研究計(jì)劃署 (ARPA-E)。該機(jī)構(gòu)以美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）為藍(lán)本創(chuàng)建，高級(jí)能源研究計(jì)劃署 (ARPA-E)引入了全新的方法來(lái)征集、評(píng)估和快速資助新企業(yè)，同時(shí)監(jiān)督項(xiàng)目進(jìn)度，旨在更有效地開(kāi)發(fā)顛覆性清潔能源技術(shù)。美國(guó)政府提議創(chuàng)建一個(gè)新機(jī)構(gòu)：ARPA-Climate，但成立該機(jī)構(gòu)的目的和范圍以及它與高級(jí)能源研究計(jì)劃署 (ARPA-E)的關(guān)系尚不清楚。
美國(guó)能源部在下游產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新方面的記錄顯然喜憂參半。它管理的幾個(gè)大型能源技術(shù)示范項(xiàng)目，主要是通過(guò)私營(yíng)公司與美國(guó)政府直接談判的合同實(shí)施，這可能導(dǎo)致代價(jià)高昂的失?。黄涞湫偷睦影?972年的Clinch River增殖反應(yīng)堆、2003年的Future Gen碳捕獲和封存項(xiàng)目，以及1981年在加利福尼亞州的Barstow太陽(yáng)能發(fā)電塔。下游企業(yè)通常涉及尋求美國(guó)政府援助的私營(yíng)部門合作伙伴，以幫助減少生產(chǎn)工廠的初始成本或展示推動(dòng)政策發(fā)展的新技術(shù)的成本和性能，以及減少溫室氣體排放等目標(biāo)。間接財(cái)政激勵(lì)措施（例如上網(wǎng)電價(jià)、生產(chǎn)付款和受監(jiān)管的公用事業(yè)國(guó)家贊助的競(jìng)爭(zhēng)性采購(gòu)）是創(chuàng)新后期更有效的援助機(jī)制，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S研究項(xiàng)目在商業(yè)基礎(chǔ)上進(jìn)行。
大多數(shù)專家家認(rèn)為，這些激勵(lì)措施可能更加有效。第一個(gè)建議是延長(zhǎng)美國(guó)國(guó)會(huì)對(duì)多年示范項(xiàng)目撥款的年度周期，因?yàn)槟甓戎芷跁?huì)產(chǎn)生不確定性，并經(jīng)常導(dǎo)致進(jìn)度中斷；第二個(gè)建議是，美國(guó)能源部應(yīng)專注于招聘具有制定和監(jiān)督大型技術(shù)示范項(xiàng)目所需經(jīng)驗(yàn)和技能的專業(yè)人員。此外，不應(yīng)要求此類示范項(xiàng)目遵守美國(guó)聯(lián)邦采購(gòu)條例(FAR)，該條例可能歪曲商業(yè)慣例。而一些能源專家懷疑美國(guó)能源部或更廣泛的聯(lián)邦政府是否有能力以美國(guó)向無(wú)碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型所需的速度和規(guī)模有效支持創(chuàng)新。
9.2 儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新的現(xiàn)狀
這項(xiàng)研究重點(diǎn)關(guān)注電力行業(yè)從化石燃料（煤炭和天然氣）向可變可再生能源（VRE）（主要是風(fēng)能和太陽(yáng)能）過(guò)渡背景下的“儲(chǔ)能技術(shù)未來(lái)”。
這種轉(zhuǎn)變意味著電力系統(tǒng)配置的巨大變化，其中包括電力的產(chǎn)生、傳輸和存儲(chǔ)。實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的電力系統(tǒng)將需要新的政策和法規(guī)提供支持，例如麥肯錫公司估計(jì)到2035年可能高達(dá)2.5萬(wàn)億美元的額外凈投資。此外，為這一轉(zhuǎn)變進(jìn)行規(guī)劃還需要對(duì)未來(lái)電力需求做出假設(shè)，未來(lái)電力需求將受到電力以外行業(yè)（如建筑、工業(yè)和交通運(yùn)輸）的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和脫碳的影響。雖然到2035年實(shí)現(xiàn)無(wú)碳電力是可能的，但原則上，至少有四個(gè)理由懷疑這一目標(biāo)能否在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)。
首先，需要強(qiáng)調(diào)的是，缺乏一個(gè)嚴(yán)肅的、全面的、穩(wěn)定的國(guó)家氣候政策，這可能加大影響清潔能源轉(zhuǎn)型所有要素的不確定性，尤其是儲(chǔ)能系統(tǒng)。這份研究報(bào)告的作者認(rèn)為一種為碳排放定價(jià)的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)的機(jī)制，該機(jī)制為減少碳排放量提供了重要的激勵(lì)措施（具有補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)上處于不利地位的機(jī)制社區(qū)和個(gè)人），以及對(duì)輸電和電力系統(tǒng)其他關(guān)鍵組成部分選址的決定權(quán)力，對(duì)于經(jīng)濟(jì)高效的過(guò)渡是必要的。
采用全面的碳定價(jià)政策被廣泛認(rèn)為在政治上是不切實(shí)際的。拜登政府宣布計(jì)劃推行國(guó)家清潔電力標(biāo)準(zhǔn)，盡管這樣的標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施還遠(yuǎn)未明確。對(duì)拜登政府清潔電力標(biāo)準(zhǔn)的反對(duì)導(dǎo)致其從目前正在美國(guó)國(guó)會(huì)等待的立法中被刪除。相比之下，目前存在的旨在減少碳排放的州和地區(qū)計(jì)劃和補(bǔ)貼計(jì)劃并不鼓勵(lì)經(jīng)濟(jì)高效的緩解戰(zhàn)略和低碳創(chuàng)新。此外，許多州拒絕將快速脫碳作為政策目標(biāo)。
其次，到2035年實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)凈零碳排放所需的投資規(guī)模巨大。如果實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的投資，可能會(huì)對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)造成意外的干擾，并導(dǎo)致某些行業(yè)和地區(qū)出現(xiàn)市場(chǎng)混亂。
第三，將2035年作為實(shí)現(xiàn)無(wú)碳電力系統(tǒng)的近期目標(biāo)，無(wú)論是務(wù)實(shí)的還是雄心勃勃的目標(biāo)，都將美國(guó)聯(lián)邦和各州的直接支持（補(bǔ)貼）和強(qiáng)制性法規(guī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣诮凇皽?zhǔn)備就緒”的項(xiàng)目，即到2030年可能產(chǎn)生取得可衡量的成果。無(wú)論碳排放目標(biāo)的范圍和時(shí)間安排如何，一個(gè)成功的創(chuàng)新項(xiàng)目或計(jì)劃都需要一種規(guī)范的方法，其中包括對(duì)滿足技術(shù)里程碑、成本目標(biāo)、監(jiān)管要求和進(jìn)度要求的進(jìn)度的持續(xù)評(píng)估。成功的創(chuàng)新必須通過(guò)滿足技術(shù)里程碑來(lái)驅(qū)動(dòng)，而不是通過(guò)滿足任意某一時(shí)間目標(biāo)。
第四，正如該項(xiàng)研究表明的那樣，儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展前景很復(fù)雜，這是因?yàn)閮?chǔ)能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的其他要素相關(guān)聯(lián)：需求側(cè)管理、批發(fā)市場(chǎng)或調(diào)度區(qū)地理范圍的擴(kuò)大以及輸電容量的增強(qiáng)。最重要的是，無(wú)碳電力的目標(biāo)對(duì)擴(kuò)大技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)具有重要意義。例如，通過(guò)量身定制的碳捕獲和儲(chǔ)存(CCS)技術(shù)可以減少天然氣發(fā)電設(shè)施的運(yùn)行，并降低主要基于可再生能源的電力系統(tǒng)的成本，以滿足零碳排放的需求。
最后，為減少溫室氣體排放而引入的創(chuàng)新應(yīng)該是可持續(xù)的——換句話說(shuō)，這些創(chuàng)新應(yīng)該避免或盡量減少新的環(huán)境負(fù)擔(dān)。如果電動(dòng)汽車(EV)的部署按照國(guó)際能源署(IEA)的預(yù)期到2030年以年均31%～36%的速度增長(zhǎng)，并且如果鋰離子電池的壽命在預(yù)期的使用水平上是10年或更短時(shí)間，那么在2030年之后的某個(gè)時(shí)候，報(bào)廢的電動(dòng)汽車(EV)電池?cái)?shù)量將會(huì)大幅增加，將會(huì)出現(xiàn)重復(fù)利用的機(jī)會(huì)，為這些電池找到二次應(yīng)用，也許是在放電深度規(guī)格不太重要的電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用中。或者可以回收具有價(jià)值的電池材料。美國(guó)聯(lián)邦政府應(yīng)考慮制定相關(guān)政策，以明確電池制造商或購(gòu)買者是否應(yīng)負(fù)責(zé)報(bào)廢處置。此類政策的一個(gè)主要目的是激勵(lì)電池制造商設(shè)計(jì)具有報(bào)廢再利用或回收潛力的電池，而不是最終進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)。
9.3 美國(guó)聯(lián)邦政府支持儲(chǔ)能系統(tǒng)創(chuàng)新的意義
上述考慮因素對(duì)美國(guó)能源部(DOE)和私營(yíng)部門應(yīng)如何處理儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新具有影響。應(yīng)該繼續(xù)支持早期創(chuàng)意和基礎(chǔ)研究，這在歷史上一直是美國(guó)能源部的強(qiáng)項(xiàng)。該項(xiàng)報(bào)告就近期（即2030年之前）和長(zhǎng)期市場(chǎng)推出的有前景的儲(chǔ)能技術(shù)提出了幾項(xiàng)建議。表9.1總結(jié)了研究團(tuán)隊(duì)關(guān)于不同儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)現(xiàn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其他技術(shù)可能會(huì)發(fā)揮作用，但這些技術(shù)的創(chuàng)新速度和特征存在更大的不確定性。
表9.1 麻省理工學(xué)院能源倡議（MITEI）關(guān)于選定當(dāng)前創(chuàng)新?tīng)顟B(tài)的未來(lái)儲(chǔ)能研究結(jié)果總結(jié)
一般而言，對(duì)于近期技術(shù)選項(xiàng)的研發(fā)支持沒(méi)有太大需求。電動(dòng)汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)導(dǎo)致鋰離子電池的成本不斷降低，因此可以廣泛應(yīng)用于部署電網(wǎng)規(guī)模電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。私營(yíng)部門的反應(yīng)是為儲(chǔ)能技術(shù)提供大量風(fēng)險(xiǎn)投資。與其他時(shí)代和其他類別的能源技術(shù)相比，研發(fā)資金不足并不是儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新的主要制約因素。
正如相關(guān)文獻(xiàn)中經(jīng)常強(qiáng)調(diào)的那樣，成功的創(chuàng)新需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)、監(jiān)管、技術(shù)等因素。美國(guó)政府支持可能要到2030年之后才能開(kāi)發(fā)或部署的儲(chǔ)能技術(shù)的更有力的理由；該項(xiàng)研究的技術(shù)章節(jié)中提到了幾個(gè)機(jī)會(huì)。而時(shí)機(jī)很重要：例如長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)在未來(lái)幾乎完全由風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施供電的低碳電力系統(tǒng)才能發(fā)揮重要作用。
這些技術(shù)可能即將出現(xiàn)，但市場(chǎng)需求剛剛發(fā)展，美國(guó)政府現(xiàn)在應(yīng)該考慮為研發(fā)支持提供支持。
不確定性和風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)然會(huì)影響美國(guó)聯(lián)邦和州政府以及私營(yíng)部門公司和投資者為實(shí)施這份研究報(bào)告中提出的許多建議而采取的行動(dòng)。必須考慮三類實(shí)施行動(dòng)：（1）支持各種儲(chǔ)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和示范；(2)聯(lián)邦和州的直接支持（補(bǔ)貼）、強(qiáng)制性法規(guī)和公用事業(yè)公司的采購(gòu)義務(wù)，以加速電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的部署；(3)私營(yíng)部門投資。近期行動(dòng)應(yīng)設(shè)計(jì)為在2021年至2030年期間產(chǎn)生可衡量的結(jié)果，而長(zhǎng)期行動(dòng)的結(jié)果預(yù)計(jì)在2030年之后。
到2035年，電力行業(yè)的零碳目標(biāo)將推動(dòng)公共和私營(yíng)部門的努力進(jìn)入技術(shù)創(chuàng)新的下游階段——特別是近期的技術(shù)示范和部署，以及更多的私營(yíng)部門投資。因此，美國(guó)能源部的儲(chǔ)能創(chuàng)新工作應(yīng)朝三個(gè)方向發(fā)展：首先，美國(guó)能源部應(yīng)該贊助更多與工業(yè)界的聯(lián)合技術(shù)示范項(xiàng)目。這些項(xiàng)目應(yīng)不受其他限制技術(shù)開(kāi)發(fā)和商業(yè)示范的規(guī)則的限制。該項(xiàng)研究中提出的一個(gè)有趣的例子是探索與小型碳捕集與儲(chǔ)存(CCS)設(shè)施配套的天然氣發(fā)電設(shè)施的可能性，以縮小高比例可再生能源（VRE）發(fā)電與100%可用的可再生能源（VRE）發(fā)電之間的差距。技術(shù)演示的另一個(gè)潛在目標(biāo)是在電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)中使用電動(dòng)汽車電池。
在過(guò)去，美國(guó)能源部堅(jiān)持要求私營(yíng)部門合作伙伴分擔(dān)項(xiàng)目成本。由于社會(huì)資本通常被授予知識(shí)產(chǎn)權(quán)作為回報(bào)，這種做法損害了公共支持的技術(shù)示范項(xiàng)目的基本目標(biāo)，即在所有行業(yè)參與者之間傳播信息，從而為有效競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)造條件。美國(guó)聯(lián)邦示范項(xiàng)目應(yīng)包括與尚未成為合作伙伴的其他實(shí)體共享信息的明確要求。
其次，雖然美國(guó)最近通過(guò)的《整合和投資就業(yè)法案》（IIJA）包括對(duì)氫能開(kāi)發(fā)的若干激勵(lì)措施，特別是創(chuàng)建至少四個(gè)氫能樞紐，但要開(kāi)發(fā)氫能在電網(wǎng)中發(fā)揮重要作用的潛力還有很多工作要做。在零能源經(jīng)濟(jì)中，氫氣是具有許多潛在應(yīng)用的能量載體。該項(xiàng)研究的第5章重點(diǎn)關(guān)注氫作為可再生能源發(fā)電的潛在化學(xué)儲(chǔ)能介質(zhì)。但氫氣也可用于工業(yè)化學(xué)應(yīng)用以及運(yùn)輸和供暖領(lǐng)域，在此類應(yīng)用中使用氫氣可以提高其在電力系統(tǒng)中的價(jià)值。在現(xiàn)有天然氣管道在減壓下或與天然氣混合后輸送氫氣而不會(huì)發(fā)生脆化的能力仍然是一個(gè)需要解決的技術(shù)問(wèn)題，值得在美國(guó)能源部和美國(guó)交通部的支持下進(jìn)一步研究。不同的氫氣應(yīng)用需要不同類型的系統(tǒng)集成，而不僅僅是技術(shù)開(kāi)發(fā)。然而，所有應(yīng)用都需要低成本的制氫方法（沒(méi)有非常高的碳排放費(fèi)用），這證明美國(guó)能源部大力支持研發(fā)以降低使用電解槽或甲烷熱解器生產(chǎn)氫氣的成本是合理的。
第三，美國(guó)聯(lián)邦政府加速商業(yè)技術(shù)下游部署的努力應(yīng)依賴間接激勵(lì)措施，例如生產(chǎn)付款或上網(wǎng)電價(jià)，這些激勵(lì)措施不會(huì)干擾相關(guān)示范項(xiàng)目的管理。如果目的是鼓勵(lì)部署，需求方的激勵(lì)措施通常比生產(chǎn)方的補(bǔ)貼更有效（成本更低），歐洲（德國(guó)和西班牙）的經(jīng)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。貸款擔(dān)保們給人一種“超出預(yù)算”的錯(cuò)覺(jué)，應(yīng)該避免此類擔(dān)保，因?yàn)樗鼈冇韶?cái)政部門管理?？梢岳斫獾氖?，美國(guó)財(cái)政部不贊成這種機(jī)制并增加了繁多的限制。更重要的是，美國(guó)能源部的貸款擔(dān)保以保護(hù)私營(yíng)部門合作伙伴免于失敗，而不是激勵(lì)成功。與其相反的是，政策制定者應(yīng)該傾向于為發(fā)電資產(chǎn)支付生產(chǎn)費(fèi)用，因?yàn)檫@些費(fèi)用是基于實(shí)際生產(chǎn)的電力以基準(zhǔn)成本計(jì)算的。儲(chǔ)能系統(tǒng)等非發(fā)電能源技術(shù)的生產(chǎn)支付必須基于預(yù)設(shè)的開(kāi)發(fā)要求和運(yùn)營(yíng)測(cè)試措施。在任何創(chuàng)新努力中，都會(huì)出現(xiàn)一些失敗。然而當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目失敗時(shí)，整個(gè)項(xiàng)目可能成為政治爭(zhēng)議的目標(biāo)，威脅到創(chuàng)新努力。
另外兩個(gè)不是這項(xiàng)研究重點(diǎn)的創(chuàng)新領(lǐng)域值得一提：儲(chǔ)能設(shè)備的制造和供應(yīng)鏈管理，尤其是電化學(xué)電池。 一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題是美國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)品與外國(guó)制造商相比的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，尤其是來(lái)自中國(guó)和韓國(guó)、日本等其他亞洲國(guó)家的制造商。
美國(guó)能源部的儲(chǔ)能計(jì)劃于2020年1月8日宣布，相應(yīng)的2020財(cái)年撥款請(qǐng)求為1.58億美元。這個(gè)適度的請(qǐng)求包括支持制造和供應(yīng)鏈管理的努力。然而，美國(guó)能源部在制造援助計(jì)劃、制造技術(shù)中心和公私合作伙伴關(guān)系方面收效甚微，其原因是缺乏商業(yè)專業(yè)知識(shí)、美國(guó)國(guó)會(huì)干預(yù)以及未能強(qiáng)調(diào)競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)的價(jià)值。美國(guó)能源部及其國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在商業(yè)市場(chǎng)的制造和供應(yīng)鏈管理方面幾乎沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展這種專業(yè)知識(shí)需要與私營(yíng)部門參與者和商業(yè)市場(chǎng)活動(dòng)密切合作。
另一個(gè)復(fù)雜的因素是美國(guó)國(guó)會(huì)議員對(duì)中國(guó)的貿(mào)易行為普遍存在擔(dān)憂。美國(guó)總統(tǒng)拜登2021年2月關(guān)于美國(guó)供應(yīng)鏈的第14017號(hào)行政命令指示美國(guó)能源部在100天內(nèi)提交一份報(bào)告，確定包括電動(dòng)汽車電池在內(nèi)的高容量電池供應(yīng)鏈中的風(fēng)險(xiǎn)。
2021年6月21日，美國(guó)聯(lián)邦政府發(fā)布了一份長(zhǎng)達(dá)250頁(yè)的《建立彈性供應(yīng)鏈、振興美國(guó)制造業(yè)和促進(jìn)廣泛的增長(zhǎng)》報(bào)告，其中包括一份60頁(yè)的美國(guó)能源部提交的大型文件。美國(guó)能源部部分涉及這項(xiàng)研究中涵蓋的許多主題。2021年6月報(bào)告的其他部分涉及半導(dǎo)體（美國(guó)商務(wù)部）、關(guān)鍵材料（美國(guó)國(guó)防部）和藥品（美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院）。
美國(guó)政府的這些報(bào)告值得認(rèn)真關(guān)注，至少表明對(duì)國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)注。美國(guó)在制造業(yè)和供應(yīng)鏈管理方面的落后地位仍將在美國(guó)國(guó)會(huì)、政府和商界的議程上占據(jù)顯著地位。該報(bào)告還提出了許多影響深遠(yuǎn)且代價(jià)高昂的建議，但遺憾的是沒(méi)有確定優(yōu)先事項(xiàng)或說(shuō)明它提出的許多新舉措將如何得到管理、監(jiān)督和協(xié)調(diào)?？傮w而言，該報(bào)告標(biāo)志著美國(guó)采取了新的積極的產(chǎn)業(yè)政策。它強(qiáng)調(diào)有利于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商的貿(mào)易做法和補(bǔ)貼，這可能會(huì)在世界貿(mào)易中引發(fā)許多問(wèn)題。
美國(guó)政府報(bào)告中未提及儲(chǔ)能未來(lái)研究的一項(xiàng)建議，但可能被證明在美國(guó)國(guó)實(shí)現(xiàn)凈零電力系統(tǒng)方面具有最大的好處，即建議在美國(guó)能源部電力辦公室指導(dǎo)下，開(kāi)發(fā)新的開(kāi)放式接入的建模、模擬和分析工具。這些工具將允許參與評(píng)估新電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的利益相關(guān)者探索實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵目標(biāo)的替代途徑。然后，他們的分析可以為替代方案提供基礎(chǔ)，并有望更快地做出決策。
一套新的建模和分析工具也將對(duì)發(fā)展中國(guó)家大有裨益。 美國(guó)可以通過(guò)向這些國(guó)家提供有關(guān)如何收集數(shù)據(jù)和使用最先進(jìn)的能源和氣候規(guī)劃工具的技術(shù)援助來(lái)做出重要貢獻(xiàn)。
9.4 要點(diǎn)
?技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程通常分為五個(gè)不同的階段：創(chuàng)意創(chuàng)造、研發(fā)、試點(diǎn)工程、技術(shù)演示和部署。
?美國(guó)在創(chuàng)新的早期階段（創(chuàng)意創(chuàng)造和研發(fā)）比較強(qiáng)大，而亞洲國(guó)家和一些歐洲國(guó)家在制造和供應(yīng)鏈管理方面表現(xiàn)出色。
?能源專家普遍懷疑美國(guó)能源部或美國(guó)聯(lián)邦政府是否能夠以美國(guó)向無(wú)碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型所需的速度和規(guī)模有效支持創(chuàng)新。
?一般而言，對(duì)于近期儲(chǔ)能方案的聯(lián)邦研發(fā)支持沒(méi)有太大需求。對(duì)于可能要到2030年之后才能開(kāi)發(fā)或部署的儲(chǔ)能技術(shù)，聯(lián)邦政府支持的理由更有說(shuō)服力。
?要在2035年之前實(shí)現(xiàn)零碳電力系統(tǒng)，就必須加速創(chuàng)新，而創(chuàng)新要想成功，就需要綜合經(jīng)濟(jì)、監(jiān)管和技術(shù)方面的考慮。
?美國(guó)能源部應(yīng)贊助更多高校與工業(yè)界的聯(lián)合技術(shù)示范項(xiàng)目。
?美國(guó)聯(lián)邦加速任何商業(yè)技術(shù)下游部署的努力應(yīng)依賴于間接的激勵(lì)措施，例如不干擾相關(guān)示范項(xiàng)目管理的生產(chǎn)付款或上網(wǎng)電價(jià)。
?在美國(guó)政府支持創(chuàng)新的背景下，另外兩個(gè)領(lǐng)域值得更多關(guān)注：儲(chǔ)能設(shè)備的制造和供應(yīng)鏈管理，尤其是電化學(xué)電池。
?美國(guó)能源部電力辦公室應(yīng)指導(dǎo)開(kāi)發(fā)新的、開(kāi)放訪問(wèn)的建模、模擬和分析工具。
（全文完）
