隨著全球電力系統(tǒng)受到去中心化、數(shù)字化和脫碳的影響，儲(chǔ)能的廣泛采用被認(rèn)為是改變電力系統(tǒng)游戲規(guī)則的關(guān)鍵。近日，世界能源理事會(huì)以?xún)?chǔ)能主題發(fā)布了最新報(bào)告，采訪(fǎng)了來(lái)自17個(gè)國(guó)家的能源領(lǐng)袖，探討了儲(chǔ)能在技術(shù)、商業(yè)模式和扶持政策方面的最新進(jìn)展。
負(fù)擔(dān)得起的儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決間歇性可再生能源和零碳方案之間的關(guān)鍵一步，然而，儲(chǔ)能行業(yè)最新的進(jìn)展仍然側(cè)重于短期和基于電池的儲(chǔ)能。世界能源理事會(huì)認(rèn)為，目前的主流存儲(chǔ)技術(shù)不太可能足以滿(mǎn)足未來(lái)的靈活性要求，這是進(jìn)一步去中心化的結(jié)果。此外，對(duì)鋰離子電池的有限關(guān)注正使開(kāi)發(fā)成本更低的替代技術(shù)面臨風(fēng)險(xiǎn)。
關(guān)鍵結(jié)論：
共享的路線(xiàn)圖
儲(chǔ)能是一種經(jīng)過(guò)充分研究的靈活性解決方案。然而，盡管能源界清楚地認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)能的好處，但在與決策者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)探討鼓勵(lì)實(shí)施所需的行為和政策變化方面，建立聯(lián)系的努力有限。
市場(chǎng)設(shè)計(jì)
無(wú)論采用何種技術(shù)，市場(chǎng)公平準(zhǔn)入和同時(shí)提供不同服務(wù)的能力將使儲(chǔ)能的部署更具成本效益。
超越電池層面
儲(chǔ)能技術(shù)常常被簡(jiǎn)化為電池技術(shù)。我們的能源系統(tǒng)要經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)，這就意味著要考慮替代方案，并確保其它技術(shù)有平等的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
部門(mén)的耦合
儲(chǔ)能為交通、工業(yè)和清潔電力等難以削減的部門(mén)之間提供了一個(gè)部門(mén)耦合的機(jī)會(huì)。可以使用不同的能量載體，包括熱、電和氫。
投資
僅僅依靠汽車(chē)等相鄰行業(yè)的投資是不夠的。能源部門(mén)必須采用與最終目標(biāo)一致的更積極的技術(shù)，為所有人提供負(fù)擔(dān)得起的清潔能源。
第一步:創(chuàng)造公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境
雖然許多國(guó)家的能源部門(mén)認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)能的重要性，但目前的監(jiān)管框架阻礙了其成本效益的部署。例如，許多法律法規(guī)對(duì)儲(chǔ)能缺乏明確的定義，這導(dǎo)致了在強(qiáng)制法規(guī)下投資儲(chǔ)能的不確定性。
A.明確定義儲(chǔ)能，使技術(shù)選擇保持開(kāi)放
能量存儲(chǔ)是對(duì)一次產(chǎn)生的能量進(jìn)行捕獲，以供以后使用。不管技術(shù)如何，今天，大多數(shù)監(jiān)管框架并沒(méi)有反映儲(chǔ)能所能提供的角色和價(jià)值。在許多市場(chǎng)中，儲(chǔ)能被歸類(lèi)為負(fù)荷側(cè)資源，或者在某些情況下，它被歸類(lèi)為發(fā)電側(cè)資源和負(fù)荷側(cè)資源。這導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)常面臨雙重收費(fèi)，即對(duì)電力的消耗和生產(chǎn)同時(shí)征稅。
在電力方面，受訪(fǎng)者堅(jiān)持將儲(chǔ)能作為一個(gè)單獨(dú)的資產(chǎn)類(lèi)別，作為下一代發(fā)電、輸電、配電和消費(fèi)的概念。這將確保監(jiān)管框架認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)能相對(duì)于其它資產(chǎn)的獨(dú)特之處。
“儲(chǔ)能系統(tǒng)既不是發(fā)電資產(chǎn)，也不屬于用電資產(chǎn)。它們有潛力提供廣泛的服務(wù)，從整合可再生能源到推遲輸配電升級(jí)。在任何情況下，我們需要問(wèn)的問(wèn)題是—儲(chǔ)能需要做什么工作，什么技術(shù)最適合這種需要，以及是否有適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)和監(jiān)管結(jié)構(gòu)來(lái)確保它可以做到這一點(diǎn)?”來(lái)自?xún)?chǔ)能公司Fluence的Madina Mukhanova說(shuō)。
雖然最近的大多數(shù)討論都集中在電儲(chǔ)能上，但電儲(chǔ)能時(shí)代的定義應(yīng)該支持跨部門(mén)接口。這使得電網(wǎng)運(yùn)行更加靈活，同時(shí)為其他部門(mén)的脫碳提供來(lái)自可再生能源的清潔燃料。
該定義不應(yīng)側(cè)重于特定的存儲(chǔ)類(lèi)別，以允許新技術(shù)的發(fā)展。這在過(guò)去的電池發(fā)展中被廣泛地看到，這同樣適用于其它儲(chǔ)能的潛在應(yīng)用，其可能在未來(lái)幾年隨著系統(tǒng)的不斷變化而繼續(xù)發(fā)展。
B.消除對(duì)某種儲(chǔ)能技術(shù)的任何技術(shù)偏見(jiàn)
在過(guò)去的十年里，人們對(duì)不管是傳統(tǒng)的還是前沿的儲(chǔ)能技術(shù)的研究興趣日益濃厚。案例研究表明，最近的研發(fā)集中在先進(jìn)電池、基于壓縮空氣和飛輪的物理儲(chǔ)能以及基于化學(xué)的存儲(chǔ)技術(shù)比如氫燃料電池等。
根據(jù)我們的采訪(fǎng)結(jié)果，世界能源理事會(huì)認(rèn)為，需要將廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)。然而，最近的出版物、媒體報(bào)道和儲(chǔ)能行業(yè)的事件都非常關(guān)注電池的創(chuàng)新，尤其是鋰離子電池。然而，鋰離子電池可能不適合未來(lái)能源系統(tǒng)的一系列要求，特別是快速充電和長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)集成。因此，這些市場(chǎng)也必須對(duì)其他技術(shù)開(kāi)放。
“讓我震驚的是，我認(rèn)識(shí)到鋰離子電池并不是解決我們所面臨的大規(guī)模儲(chǔ)能挑戰(zhàn)的唯一辦法。理想的儲(chǔ)能系統(tǒng)是，可以讓我們想充多長(zhǎng)時(shí)間就充多長(zhǎng)時(shí)間，想放電長(zhǎng)時(shí)間就放電長(zhǎng)時(shí)間。所以當(dāng)下人們的注意力都集中在各個(gè)儲(chǔ)能技術(shù)路線(xiàn)上?！鄙程貒?guó)際電力和水務(wù)公司PADDY PADMANATHAN在接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
在這種情況下，關(guān)鍵是系統(tǒng)和不同的支持框架在技術(shù)上保持中立。
“我認(rèn)為政策制定者不應(yīng)該試圖在技術(shù)方面選擇贏家和輸家。我認(rèn)為，如果監(jiān)管機(jī)構(gòu)想要促進(jìn)儲(chǔ)能，他們需要定義儲(chǔ)能的特性和使用案例，避免確定它是否應(yīng)該基于鋰離子、抽水蓄能或任何其他技術(shù)?！蔽靼嘌酪辆S爾德羅拉電力公司RODOLFO MARTINEZ CAMPILLO說(shuō)。
“對(duì)某種技術(shù)的偏愛(ài)可能是有意為之，比如將儲(chǔ)能稱(chēng)為電池儲(chǔ)能。它也可能是無(wú)意的，就像加州的儲(chǔ)能指令一樣。2013年，加州的公共事業(yè)部門(mén)被要求在2020年之前安裝1325兆瓦的儲(chǔ)能設(shè)備。雖然這種方法促進(jìn)了項(xiàng)目的發(fā)展，但它側(cè)重于最低的成本，并為要執(zhí)行的項(xiàng)目提供相對(duì)較短的時(shí)間。根據(jù)幾位受訪(fǎng)者的說(shuō)法，這造成了對(duì)鋰離子電池項(xiàng)目的偏愛(ài)，因?yàn)樗灰暈轱L(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低?！辈死髮W(xué)哈斯能源研究所ANDREW CAMPBELL認(rèn)為。
C. 重點(diǎn)討論儲(chǔ)能如何有助于更好的能源轉(zhuǎn)換
在某種程度上，對(duì)儲(chǔ)能的關(guān)注源于通過(guò)開(kāi)發(fā)可再生能源而進(jìn)行的更廣泛的脫碳努力。因此，考慮到建造儲(chǔ)能系統(tǒng)本身所消耗的化石能源，考慮這些系統(tǒng)對(duì)減少溫室氣體的貢獻(xiàn)是至關(guān)重要的。
“如今的許多儲(chǔ)能解決方案，包括熔鹽，我們處理的是非常具有破壞性、腐蝕性、非常敏感和有毒的物質(zhì)，所有這些物質(zhì)都必須在生命結(jié)束時(shí)以謹(jǐn)慎、負(fù)責(zé)任的方式處理。我希望看到的是更多的關(guān)注和努力來(lái)重復(fù)利用，而不僅僅是處理。一些人開(kāi)始關(guān)注這一點(diǎn)。因?yàn)槲覀兪褂玫暮芏嗖牧隙紒?lái)自于有限的資源。除了對(duì)環(huán)境的破壞之外，還有一個(gè)問(wèn)題就是繼續(xù)開(kāi)采越來(lái)越多的新材料，這也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。”P(pán)ADDY PADMANATHAN表示。
電池回收是一個(gè)越來(lái)越重要的方面。一方面，這是由于某些材料的缺乏所引起的，而這些材料通常是珍貴的，但是是制造電化學(xué)電池所必需的。另一方面，這是由于最近的幾項(xiàng)立法，這些立法要求大幅度降低獲取礦物材料的過(guò)程的能源消耗。
全生命周期分析是評(píng)價(jià)生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)境影響的方法之一。對(duì)于電池，需要考慮電池壽命的四個(gè)階段：獲取所需的礦物質(zhì)，生產(chǎn)，利用，最后收集和回收。雖然人們對(duì)電池的環(huán)境足跡給予了大量關(guān)注，但同樣的關(guān)注也應(yīng)應(yīng)用于其他類(lèi)型的儲(chǔ)能技術(shù)，這一點(diǎn)至關(guān)重要。
更廣泛地說(shuō)，考慮儲(chǔ)能如何通過(guò)改善能源安全、允許更有成本效益的解決辦法和支持更大的可持續(xù)性來(lái)實(shí)現(xiàn)更公正和更好的能源過(guò)渡，從而有助于提高整個(gè)能源系統(tǒng)的效率。
第二步:讓利益相關(guān)者參與對(duì)話(huà)
由于可再生能源普及率較低，能源系統(tǒng)可能不會(huì)立即需要儲(chǔ)能，儲(chǔ)能的相關(guān)利益者當(dāng)下只有有限的理解和缺乏對(duì)未來(lái)的共同愿景，導(dǎo)致儲(chǔ)能的需要還沒(méi)有被廣泛接受。
A. 讓所有相關(guān)利益相關(guān)者參與，探索所有潛在的儲(chǔ)能需求
隨著能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)展，大量的間歇性可再生發(fā)電將加入電力系統(tǒng)，并增加新的相關(guān)系統(tǒng)成本。一方面，應(yīng)對(duì)可再生能源的間歇性意味著系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商必須更頻繁地調(diào)度資源以滿(mǎn)足需求。另一方面，可再生能源必須位于生產(chǎn)力最高的地方，這意味著它們通常不會(huì)靠近人口中心，這需要專(zhuān)門(mén)的傳輸基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)連接供應(yīng)和需求。
與這些利益相關(guān)者進(jìn)行的第一個(gè)對(duì)話(huà)是，在假定的上下文中，儲(chǔ)能是否有必要。儲(chǔ)能不應(yīng)該為了自身發(fā)展而發(fā)展，還包括存在與之競(jìng)爭(zhēng)的儲(chǔ)能技術(shù)，例如需求側(cè)響應(yīng)、柔性發(fā)電、智能電網(wǎng)等。如果電力來(lái)源存在顯著的可變性，需要進(jìn)行一些調(diào)整以符合所需的電力需求，并且其他方法不足以滿(mǎn)足這種調(diào)整需求，那么儲(chǔ)能是可取的。
如果儲(chǔ)能被認(rèn)為是一種必要，那么優(yōu)先考慮的就是讓利益相關(guān)者對(duì)未來(lái)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)進(jìn)行反思。特別是，他們應(yīng)該評(píng)估潛在的儲(chǔ)能需求，以便能夠及時(shí)開(kāi)發(fā)出適當(dāng)可靠的系統(tǒng)。
“我們需要確保每個(gè)人都停止安裝200兆瓦的太陽(yáng)能，而不采取共同的平衡措施。這樣做是為了避免使用煤電。他們需要自提供完全可靠和可調(diào)度的可再生能源，而不是幾年后才提供?！泵绹?guó)液體空氣儲(chǔ)能公司HighviewPower JAVIER CAVADA稱(chēng)。
越來(lái)越多的生產(chǎn)商開(kāi)始承擔(dān)起責(zé)任，混合可再生能源項(xiàng)目正在成為一種可靠、可負(fù)擔(dān)、可調(diào)度的可再生能源一體化解決方案，以解決關(guān)鍵需求。這些項(xiàng)目可以讓可再生能源更廣泛地參與市場(chǎng)，并在需求高峰期使用儲(chǔ)存的電能，否則就需要天然氣峰值發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電。
然而，這一概念面臨著重要的監(jiān)管和政策障礙。首先，大多數(shù)系統(tǒng)沒(méi)有混合項(xiàng)目能力認(rèn)證。太陽(yáng)能和風(fēng)能的認(rèn)證已經(jīng)存在，許多運(yùn)營(yíng)商正在開(kāi)發(fā)電池存儲(chǔ)能力的認(rèn)證。即便如此，混合項(xiàng)目的專(zhuān)業(yè)能力幾乎沒(méi)有進(jìn)展。其他障礙包括聯(lián)網(wǎng)、調(diào)度和補(bǔ)償問(wèn)題。所有這些問(wèn)題都可以通過(guò)在儲(chǔ)能發(fā)展的早期階段讓不同的利益相關(guān)者參與來(lái)解決，這些利益相關(guān)者包括監(jiān)管機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、客戶(hù)、公用事業(yè)公司等等。
第三步:挖掘儲(chǔ)能的全部潛在價(jià)值
儲(chǔ)能發(fā)展的主要挑戰(zhàn)是，并不是所有的潛在好處(例如節(jié)省資本支出，減少傳輸和流通支出，電網(wǎng)加固等等)都可以被套利，或通過(guò)提供輔助服務(wù)合同的基礎(chǔ)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。這是由于這些服務(wù)所產(chǎn)生的利益廣泛地散布在不同的工業(yè)參與者身上。在大多數(shù)國(guó)家，由于儲(chǔ)能的外部積極性并未被捕捉到，因此存在一個(gè)市場(chǎng)缺失的問(wèn)題。
A. 為儲(chǔ)能創(chuàng)造公平競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境
隨著流行的“時(shí)間轉(zhuǎn)移”應(yīng)用，儲(chǔ)能也可以用于許多其他應(yīng)用，包括延緩輸電和配電投資、輔助服務(wù)、峰谷套利等。今天，在世界上一些最先進(jìn)的市場(chǎng)上，現(xiàn)代儲(chǔ)能技術(shù)及其參與電力系統(tǒng)的情況仍在試驗(yàn)中。一個(gè)允許儲(chǔ)能可以公平地與其他主體競(jìng)爭(zhēng)的監(jiān)管環(huán)境，對(duì)于儲(chǔ)能的持續(xù)增長(zhǎng)至關(guān)重要，另外建立進(jìn)入這些市場(chǎng)的儲(chǔ)能規(guī)則也同樣重要。
“一個(gè)重要的方面是允許儲(chǔ)能參與批發(fā)市場(chǎng)。對(duì)于輔助服務(wù)，儲(chǔ)能可以比當(dāng)前的任何其他資源做得更好。反應(yīng)更快，也更干凈?！盕luence儲(chǔ)能公司的STEPHEN COUGHLIN認(rèn)為。
在這個(gè)問(wèn)題上，下面概述的幾個(gè)最近的監(jiān)管變化預(yù)計(jì)將對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)生巨大的影響。
美國(guó)于2018年2月頒布了FERC 841條例，該條例要求電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商消除在批發(fā)容量、能源和輔助服務(wù)市場(chǎng)針對(duì)儲(chǔ)能的障礙。此外，F(xiàn)ERC 845法令修訂了發(fā)電設(shè)施的定義，考慮電力儲(chǔ)能，并認(rèn)識(shí)到其在技術(shù)上既不是發(fā)電，也不是負(fù)荷的獨(dú)特特性。在歐盟內(nèi)部，“面向所有歐洲人的清潔能源”計(jì)劃為儲(chǔ)能打開(kāi)了電力市場(chǎng)的大門(mén)。
在中國(guó)，公用事業(yè)規(guī)模的儲(chǔ)能是由國(guó)有項(xiàng)目推動(dòng)的。中國(guó)國(guó)家能源局宣布，到2020年，輔助服務(wù)市場(chǎng)將從基本的補(bǔ)償機(jī)制向與現(xiàn)貨能源價(jià)格相結(jié)合的市場(chǎng)模式過(guò)渡。隨著技術(shù)的成熟和隨之而來(lái)的成本削減，美國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)將在2024年前呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
B. 允許儲(chǔ)能項(xiàng)目同時(shí)提供多個(gè)服務(wù)
一個(gè)精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化的儲(chǔ)能系統(tǒng)的最重要的好處之一是即利用相同的設(shè)備、系統(tǒng)或過(guò)程來(lái)交付多個(gè)服務(wù)，最大限度地增加財(cái)務(wù)收益。隨著今天不斷變化的費(fèi)率結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)需求和激勵(lì)計(jì)劃，基于疊加服務(wù)的價(jià)值，系統(tǒng)的投資回報(bào)已經(jīng)變得更加多元和具有經(jīng)濟(jì)效益。
“為了加速電儲(chǔ)能的發(fā)展，需要對(duì)多重疊加的服務(wù)進(jìn)行評(píng)估。目前，大多數(shù)系統(tǒng)被部署在單一的應(yīng)用程序：降低需量，備用電源，或者儲(chǔ)存光伏棄電。這導(dǎo)致電池超過(guò)一半的系統(tǒng)壽命被閑置或未被充分利用。”全球著名咨詢(xún)機(jī)構(gòu)IHS Markit的JULIAN JANSEN在接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
然而，盡管公用事業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)一直在玩弄價(jià)值疊加的理念，甚至為了利用儲(chǔ)能的不同應(yīng)用而采取了一些小的改變，但大規(guī)模的價(jià)值疊加仍有待廣泛實(shí)施。2018年1月，美國(guó)加州公用事業(yè)委員會(huì)通過(guò)向批發(fā)市場(chǎng)、配電網(wǎng)、輸電系統(tǒng)和其他用途提供多種服務(wù)，為儲(chǔ)能制定了新的市場(chǎng)規(guī)則。在該法令中，美國(guó)加州公用事業(yè)委員會(huì)承認(rèn)，目前的市場(chǎng)規(guī)則，包括公用事業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合同和項(xiàng)目收費(fèi)，未能支持一種能源獲得多種服務(wù)的可能。
“儲(chǔ)能的商業(yè)模式依賴(lài)于價(jià)值積累，為客戶(hù)提供一套服務(wù)，例如當(dāng)?shù)毓檬聵I(yè)和電網(wǎng)。通過(guò)將兩個(gè)或三個(gè)不同的合同疊加在一起，你就可以獲得不同服務(wù)的報(bào)酬。為此，您需要非常細(xì)致地衡量不同的服務(wù)，以避免重復(fù)支付。監(jiān)管模式需要演變，以允許這種契約式的努力。這在大多數(shù)地區(qū)還沒(méi)有實(shí)施?！泵绹?guó)Stem公司POLLY SHAW說(shuō)。
另一個(gè)疊加服務(wù)的機(jī)會(huì)是使用人工智能(AI)。人工智能打開(kāi)了許多可能性，以最大限度地從儲(chǔ)能項(xiàng)目獲取回報(bào)。這包括執(zhí)行預(yù)測(cè)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)和邊緣計(jì)算。可以獲取和分析有關(guān)負(fù)荷、發(fā)電、天氣、附近電網(wǎng)擁堵和電價(jià)的數(shù)據(jù)。
“儲(chǔ)能背后的全部秘密武器不是硬件產(chǎn)品，而是控制充放電及其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的軟件。越來(lái)越多地將人工智能用于預(yù)測(cè)分析、天氣模式、建筑物的負(fù)荷行為、客戶(hù)可用的設(shè)計(jì)選項(xiàng)、預(yù)測(cè)負(fù)荷行為以及決定充電還是放電，以實(shí)現(xiàn)客戶(hù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的最大化。”P(pán)OLLY SHAW表示。
人工智能也是累積不同合同收入的關(guān)鍵。它可以驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)存在電池網(wǎng)絡(luò)中的未使用能源的“輸送”，作為一種虛擬集成的資源，輸送到那些需要電力的電網(wǎng)位置。例如，在某一天，儲(chǔ)能系統(tǒng)可能能夠執(zhí)行可再生能源加固，同時(shí)也有助于管理使用時(shí)間收費(fèi)和參與需求響應(yīng)程序。不過(guò)，每個(gè)演習(xí)的次數(shù)和時(shí)間將取決于云層、建筑物的運(yùn)作時(shí)間表和負(fù)荷要求，以及某一天的其他因素。如果沒(méi)有一個(gè)明智的優(yōu)化方法，這可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)的經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)和影響的電池性能或運(yùn)行壽命。
“這一切都是通過(guò)復(fù)雜的算法進(jìn)行優(yōu)化，這些算法通常是人工智能驅(qū)動(dòng)的，目的是盡可能多地獲取價(jià)值，同時(shí)保持電池系統(tǒng)的完整性和退化狀況?！眱?chǔ)能系統(tǒng)集成商N(yùn)RStor技術(shù)負(fù)責(zé)人MOE HAJABED認(rèn)為。
它可以是一個(gè)由安裝在消費(fèi)者、最終用戶(hù)或高度使用場(chǎng)所(如工業(yè)設(shè)施)的數(shù)千個(gè)混合儲(chǔ)能單元(電力、熱力等)組成的網(wǎng)絡(luò)，這項(xiàng)任務(wù)的速度和復(fù)雜性需要超級(jí)人工智能。
C. 探索行業(yè)與行業(yè)之間的耦合機(jī)會(huì)
除了使用電池外，儲(chǔ)能技術(shù)也在推動(dòng)乘用車(chē)的電氣化。儲(chǔ)熱和化學(xué)儲(chǔ)能正在成為部門(mén)耦合的關(guān)鍵推動(dòng)者。簡(jiǎn)單地說(shuō)，部門(mén)耦合充當(dāng)了清潔能源和消費(fèi)者之間的紐帶。
“我們真的是為了行業(yè)耦合而設(shè)計(jì)的，而不僅僅是為了套利或銷(xiāo)售電池。9年前，我們認(rèn)識(shí)到需要大規(guī)模、長(zhǎng)期綠色的靈活性能源?！比蜃畲箫L(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)商西門(mén)子歌美颯研究人員HASAN OZDEM表示。
儲(chǔ)熱可以捕獲工業(yè)產(chǎn)生的熱量，在能源價(jià)格最高時(shí)由公司出售，從而創(chuàng)造新的收入來(lái)源。例如，鋼鐵公司可以將燃料供應(yīng)與發(fā)電分開(kāi):一種儲(chǔ)存煙氣熱量的方式，然后用它來(lái)發(fā)電，再以最高價(jià)格出售。
“如果你在一個(gè)工業(yè)綜合體旁邊經(jīng)營(yíng)一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，你可以將多余的風(fēng)能以熱能的形式儲(chǔ)存起來(lái)，并將這些熱能以加工熱的形式釋放到工業(yè)綜合體中。你也可以做區(qū)域供暖，或者你也可以用蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電?！钡聡?guó)儲(chǔ)能企業(yè)KRAFTBLOCK CEO MARTIN SCHICHTEL向世界能源理事會(huì)介紹。
此外，西門(mén)子歌美颯等公司正在考慮利用蓄熱來(lái)改造傳統(tǒng)發(fā)電廠(chǎng)。這種技術(shù)的儲(chǔ)能原理很簡(jiǎn)單，就是將可再生能源產(chǎn)生的多余電能，通過(guò)用一種巨大的“吹風(fēng)機(jī)”，將成千上萬(wàn)噸的火山碎石加熱到600攝氏度，從而將電能轉(zhuǎn)化為熱能；當(dāng)電網(wǎng)需要儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)電時(shí)，通過(guò)的傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)就可將儲(chǔ)存的熱能轉(zhuǎn)化為電能。如果與外界隔離好的話(huà)，火山石的熱能可以?xún)?chǔ)存幾個(gè)星期。
氫作為一種化學(xué)儲(chǔ)能的形式越來(lái)越受到關(guān)注。它可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存大量可再生能源的能力進(jìn)一步證明了其在清潔能源轉(zhuǎn)型中的重要性。氫可以通過(guò)作為可再生能源的儲(chǔ)存介質(zhì)來(lái)促進(jìn)脫碳，并因此影響到仍然依賴(lài)燃料的部門(mén)。經(jīng)過(guò)處理的氫提供了高等級(jí)的熱量，可用于運(yùn)輸作為燃料，用于工業(yè)作為原料，用于農(nóng)業(yè)作為肥料。
“我們將氫視為價(jià)值鏈的合理延伸，氫不僅生產(chǎn)和銷(xiāo)售綠色電力，還可以生產(chǎn)和銷(xiāo)售綠色氫。我們看到綠色運(yùn)輸，氫作為能源載體。在鋼鐵行業(yè)，或在煉油廠(chǎng)，作為一個(gè)過(guò)程氣體，氫也是一個(gè)非常有價(jià)值的季節(jié)性存儲(chǔ)介質(zhì)，因?yàn)樗且环N氣體，同時(shí)有很高的能量密度，并將幫助我們將大量的能量在夏季和冬季之間轉(zhuǎn)換。”奧地利最大的能源公司Verbund氫能中心負(fù)責(zé)人RUDOLF ZAUNER說(shuō)。
氫的儲(chǔ)存潛力對(duì)電網(wǎng)特別有利，因?yàn)闅淇墒箍稍偕茉吹靡源罅壳议L(zhǎng)期的儲(chǔ)存。這意味著，當(dāng)氫氣過(guò)多或不足時(shí)，可以通過(guò)平衡發(fā)電來(lái)幫助顯著提高能源系統(tǒng)的靈活性，從而提高整個(gè)歐洲的能源效率。
這些應(yīng)用可能促進(jìn)能源系統(tǒng)在能源效率問(wèn)題和環(huán)境方面的改進(jìn)。
第四步:采用適合環(huán)境的啟用機(jī)制
A. 向他人學(xué)習(xí)并與之合作，找出最適合的對(duì)策
在全球范圍內(nèi)，不同的國(guó)家和地區(qū)正在努力推動(dòng)儲(chǔ)能的發(fā)展。根據(jù)所進(jìn)行的采訪(fǎng)，脫碳目標(biāo)是實(shí)施儲(chǔ)能領(lǐng)域政策改革的一個(gè)關(guān)鍵因素。
不同的國(guó)家根據(jù)其電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采取不同的路線(xiàn)。例如，英國(guó)以強(qiáng)調(diào)敏捷管理和競(jìng)爭(zhēng)而聞名。
“在英國(guó)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)一直致力于識(shí)別和解決儲(chǔ)能方面的監(jiān)管和政策障礙。例如，存在一種雙重收費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)電力的進(jìn)口和出口征稅，在這種情況下，儲(chǔ)能將受到懲罰。英國(guó)對(duì)這一做法正在審核中。英國(guó)的做法不是直接支持，而是試圖消除監(jiān)管摩擦，釋放市場(chǎng)的力量?！庇?guó)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Everoze公司能源專(zhuān)家Felicity Jones表示。
其他國(guó)家采取了不同的方法，包括直接補(bǔ)貼、儲(chǔ)能技術(shù)授權(quán)、配有儲(chǔ)能的風(fēng)光電站的發(fā)電量可以獲得多倍的可再生能源證書(shū)等。
B.確保對(duì)表后儲(chǔ)能沒(méi)有偏見(jiàn)
從歷史上看，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、獨(dú)立電力供應(yīng)商和公用事業(yè)公司都投資于無(wú)功存儲(chǔ)設(shè)備，為自己或電網(wǎng)提供特定的好處。隨著儲(chǔ)能成本下降，儲(chǔ)能的所有權(quán)也在擴(kuò)大。正如訪(fǎng)談中提到的，雖然用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能在歷史上一直是由自我消費(fèi)的邏輯驅(qū)動(dòng)的，但它越來(lái)越多地是由提供系統(tǒng)級(jí)服務(wù)的機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)的。另外，雖然公用事業(yè)公司大多與電表前的儲(chǔ)能有關(guān)，但它們?cè)絹?lái)越多地參與電表后的項(xiàng)目，以提供電表前的應(yīng)用程序。
“顧客想要選擇，他們想要獨(dú)立。世界正在向一個(gè)分散的系統(tǒng)發(fā)展，在這個(gè)系統(tǒng)中，用戶(hù)希望自己發(fā)電，并希望控制自己的電力成本。這正成為儀表后安裝儲(chǔ)能的主要驅(qū)動(dòng)因素。但這一切都取決于市場(chǎng)，以及通過(guò)向電網(wǎng)提供服務(wù)而將資產(chǎn)貨幣化的能力?！盡OE HAJABED說(shuō)道。
盡管用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能部署正在加速，但許多法規(guī)目前不允許這些資產(chǎn)接受延遲服務(wù)的付款或者為電網(wǎng)提供服務(wù)。
“世界上有很多地方不允許你在電網(wǎng)上發(fā)電。如果國(guó)家允許消費(fèi)者自己發(fā)電和自由管理自己的能源，將對(duì)太陽(yáng)能和電池聯(lián)合項(xiàng)目在許多商業(yè)或工業(yè)場(chǎng)所的運(yùn)作和經(jīng)濟(jì)效益有巨大的好處，這是采用光伏+儲(chǔ)能這類(lèi)技術(shù)的巨大動(dòng)力?！泵绹?guó)Avalon 液流電池公司總裁兼首席產(chǎn)品官M(fèi)attHarper認(rèn)為。
因此，針對(duì)用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)將更多的重點(diǎn)放在減少障礙方面，在網(wǎng)絡(luò)接入和收費(fèi)方面做到不歧視和公平競(jìng)爭(zhēng)性采購(gòu)。
第五步:分享信息，促進(jìn)研發(fā)
A. 保持長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光，促進(jìn)研發(fā)，特別是長(zhǎng)期儲(chǔ)能
傳統(tǒng)的儲(chǔ)能，包括以泵或水庫(kù)為基礎(chǔ)的水電設(shè)備和鉛酸電池，已經(jīng)存在了一個(gè)多世紀(jì)。過(guò)去十年的特點(diǎn)是，人們對(duì)傳統(tǒng)和先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)的興趣日益濃厚。已經(jīng)注意到先進(jìn)的電池，壓縮空氣，飛輪儲(chǔ)能，以及基于熱和氣體的存儲(chǔ)技術(shù)。
盡管如此，電池技術(shù)，尤其是鋰離子電池，正受到最多的關(guān)注，并取得了最大的進(jìn)展。鋰離子技術(shù)占到2015年新能源部署的95%以上。在消費(fèi)電子和汽車(chē)動(dòng)力領(lǐng)域的大量投資之后，鋰離子電池組的平均價(jià)格在2010年到2018年間下降了85%。
正如許多受訪(fǎng)者所強(qiáng)調(diào)的那樣，向低碳的過(guò)渡不太可能由單一的能源存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，較長(zhǎng)的儲(chǔ)能生命周期對(duì)于電網(wǎng)尤其重要。未來(lái)的市場(chǎng)，如集成快速充電和長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，可能有比鋰離子電池更適合的其他技術(shù)，成本更低。
“很多人認(rèn)為7*24小時(shí)的儲(chǔ)能解決方案技術(shù)就在眼前，但這不是真的，它還有很長(zhǎng)的路要走?！蔽鏖T(mén)子智利負(fù)責(zé)人LUIS MEEHRSON表示。
然而，最近的投資方向表明，儲(chǔ)能行業(yè)的投資仍然集中在電池技術(shù)上。僅在2019年第三季度，儲(chǔ)能技術(shù)公司的風(fēng)險(xiǎn)投資就超過(guò)19億美元，未來(lái)還在繼續(xù)增長(zhǎng)，但19億美元中只有不到10%被用于非鋰離子技術(shù)。
“鋰離子電池在我們身邊已經(jīng)存在了很長(zhǎng)一段時(shí)間，但碰巧已經(jīng)擴(kuò)大到了工業(yè)領(lǐng)域。它成為一個(gè)明顯的風(fēng)口。投資者和政策制定者對(duì)其他技術(shù)則不那么放心，也不那么清楚。這也與風(fēng)險(xiǎn)偏好有關(guān)，有非凡的回報(bào)相對(duì)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。反過(guò)來(lái)，似乎有一種與鋰離子電池相關(guān)的鎖定效應(yīng)。”可再生能源開(kāi)發(fā)商Ion Ventures公司專(zhuān)家Hassen Bali表示。
儲(chǔ)能技術(shù)的部署和系統(tǒng)集成在很大程度上取決于研發(fā)力度。
“我們對(duì)很多儲(chǔ)能技術(shù)仍然知之甚少，這應(yīng)該作為一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)研究來(lái)進(jìn)行。這意味著它應(yīng)該由政府驅(qū)動(dòng)。政客們希望看到事情發(fā)生的時(shí)間范圍與他們擔(dān)任民選公職的時(shí)間相關(guān)，這可能會(huì)造成一種傾向，讓他們傾向于迅速采取行動(dòng)。但我認(rèn)為，儲(chǔ)能是一個(gè)我們應(yīng)該放眼長(zhǎng)遠(yuǎn)的領(lǐng)域。”ANDREW CAMPBELL說(shuō)道。
除了支持技術(shù)革新外，還優(yōu)先在一系列應(yīng)用中證明儲(chǔ)能項(xiàng)目的實(shí)用性和商業(yè)可行性，示范項(xiàng)目是獲取有關(guān)儲(chǔ)能系統(tǒng)寶貴知識(shí)的機(jī)會(huì)。
“有很多人在為能源系統(tǒng)的創(chuàng)新而哭泣。但當(dāng)你想出一個(gè)辦法時(shí)，首先碰到的第一個(gè)問(wèn)題是這個(gè)方法是否已經(jīng)運(yùn)行了至少10年?這使得大規(guī)模開(kāi)發(fā)任何東西都具有挑戰(zhàn)性?！盡ARTIN SCHICHTEL無(wú)奈地表示。
B. 促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的信息共享
除了技術(shù)成本，目前討論的重點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)盈利能力和該行業(yè)的發(fā)展。盡管如此，作為該簡(jiǎn)報(bào)的一部分所進(jìn)行的訪(fǎng)談，突出了在啟動(dòng)儲(chǔ)能和資助示范項(xiàng)目方面普遍缺乏認(rèn)識(shí)。
“大多數(shù)公用事業(yè)或輸電運(yùn)營(yíng)商從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)電池合同，他們不知道如何創(chuàng)建一個(gè)。就在我們說(shuō)話(huà)的時(shí)候，所有這些東西都是在這個(gè)行業(yè)里創(chuàng)造出來(lái)的?！盌NV GL管理服務(wù)集團(tuán)資深顧問(wèn)SUDIPTA LAHIRI 略顯夸張地說(shuō)道。
對(duì)于非公用事業(yè)所有的項(xiàng)目，重點(diǎn)是可靠的外包收入合同，以提供穩(wěn)定的項(xiàng)目現(xiàn)金流。表前儲(chǔ)能的收入合同通常有三種形式:儲(chǔ)能收費(fèi)協(xié)議、容量銷(xiāo)售協(xié)議或混合購(gòu)買(mǎi)協(xié)議(PPA)。《儲(chǔ)能收費(fèi)協(xié)議》和《容量銷(xiāo)售協(xié)議》的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，通常管理獨(dú)立存儲(chǔ)項(xiàng)目的產(chǎn)品和服務(wù)銷(xiāo)售。相比之下，混合PPA適用于可再生能源或傳統(tǒng)能源發(fā)電項(xiàng)目與儲(chǔ)能項(xiàng)目的集成。
“與為太陽(yáng)能項(xiàng)目融資相比，大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目背后的融資結(jié)構(gòu)仍有些不清晰和不成熟。你想想太陽(yáng)能的大規(guī)模部署，融資水平非常低，它的一部分是本身技術(shù)成本的降低。但實(shí)際上，很多都是金融創(chuàng)新和工程圍繞著這些項(xiàng)目如何融資，如何運(yùn)作，以及如何將這些成本在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)分散掉。我認(rèn)為，儲(chǔ)能仍處于過(guò)渡時(shí)期?！盡ATT HARPER表示。
眾所周知，儲(chǔ)能系統(tǒng)收入合同應(yīng)該包括電池系統(tǒng)向公用事業(yè)公司出售產(chǎn)品和服務(wù)的交易、電池系統(tǒng)向安裝電池的工商業(yè)客戶(hù)提供產(chǎn)品和服務(wù)的交易，以及將兩者結(jié)合在一起的交易。
（注：本文原標(biāo)題為“FIVE STEPS TO ENERGY STORAGE”，編譯有刪改。）
