近年來，全釩液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)熱等新興長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)同樣獲得了大量關(guān)注，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能已成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的新風(fēng)口。
近日，獲得了比爾·蓋茨、杰夫·貝索斯等知名企業(yè)家注資的美國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能公司Form Energy宣布建廠，計(jì)劃投資7.6億美元在美西弗吉尼亞州建設(shè)首座鐵空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)生產(chǎn)工廠。鐵空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的大規(guī)模投建意味著該項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)正逐步走向成熟，跨過了規(guī)模化生產(chǎn)的門檻。
實(shí)際上，除了鐵空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)外，近年來，全釩液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)熱等新興長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)同樣獲得了大量關(guān)注，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能已成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的新風(fēng)口。
風(fēng)光裝機(jī)大增推高需求
區(qū)別于快速充放電系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)高于4小時(shí)或者數(shù)天甚至數(shù)月的充放電循環(huán)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，通常都統(tǒng)稱為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，其中包括壓縮空氣儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)熱、液流電池儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能等新興儲(chǔ)能系統(tǒng)。
據(jù)Form Energy公司消息，該公司研發(fā)的鐵空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電循環(huán)時(shí)長(zhǎng)可達(dá)100小時(shí)，遠(yuǎn)超目前充放電時(shí)間在4小時(shí)左右的以鋰離子電池為基礎(chǔ)的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)。
近年來，全球電力供應(yīng)系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏等可再生能源裝機(jī)占比不斷提升。同時(shí)，為達(dá)成既定的氣候目標(biāo)，可再生能源裝機(jī)占比在未來數(shù)十年更將持續(xù)增長(zhǎng)，風(fēng)光發(fā)電出力的波動(dòng)性已然成為當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨的重大挑戰(zhàn)。以歐洲為例，2022年下半年，風(fēng)速的波動(dòng)導(dǎo)致德國(guó)等高比例接入風(fēng)電的國(guó)家電網(wǎng)產(chǎn)出不穩(wěn)，成為推高歐盟電價(jià)的關(guān)鍵因素。
在業(yè)界看來，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)將是儲(chǔ)存多余電力，保障可再生能源消納和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定的重要方案。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)伍德麥肯茲在日前發(fā)布的報(bào)告中指出，充放電循環(huán)時(shí)長(zhǎng)在8小時(shí)到100小時(shí)之間的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，將是改善高比例可再生能源電網(wǎng)穩(wěn)定性的一大關(guān)鍵。
市場(chǎng)投資規(guī)模空前
截至目前，歐美多國(guó)都表示，將為新興的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)提供資金和政策支持。2022年11月，美國(guó)能源部宣布，將為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目提供至少3.5億美元的資金支持，充放電循環(huán)時(shí)長(zhǎng)在10小時(shí)以上的零碳且低成本的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)都有望獲得資助。歐盟委員會(huì)也在近期發(fā)布聲明稱，將為78個(gè)具有潛力的初創(chuàng)公司提供高達(dá)4.7億歐元的資金支持，最終名單就包括了以二氧化碳為基礎(chǔ)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能初創(chuàng)公司。美國(guó)能源部長(zhǎng)詹妮弗·格蘭霍姆曾表示，推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)是風(fēng)光發(fā)電全天候可用的關(guān)鍵，美國(guó)能源部將采取措施延長(zhǎng)儲(chǔ)能技術(shù)的持續(xù)時(shí)間，降低發(fā)電成本。
值得注意的是，我國(guó)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模同樣在快速增長(zhǎng)，以壓縮空氣儲(chǔ)能、液流儲(chǔ)能技術(shù)為基礎(chǔ)的儲(chǔ)能電站規(guī)模均已達(dá)到了百兆瓦級(jí)別。2022年10月，國(guó)家能源局批準(zhǔn)建設(shè)的首個(gè)國(guó)家級(jí)大型化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目——液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站在大連市正式并網(wǎng)發(fā)電。這一項(xiàng)目創(chuàng)下了全球功率最大、容量最大液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)紀(jì)錄，同時(shí)也標(biāo)志著液流電池技術(shù)步入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。
各國(guó)政府的高度關(guān)注和百花齊放的技術(shù)路線讓長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)空前火熱。伍德麥肯茲指出，全球范圍內(nèi)，在建或已投運(yùn)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目?jī)r(jià)值已超過300億美元。2019年至今，全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)吸引了580億美元的投資。這些項(xiàng)目如果全部投建完成，全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)總量預(yù)計(jì)將新增5700萬千瓦，相當(dāng)于2022年全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能總裝機(jī)的3倍左右。
商業(yè)化仍有待時(shí)日
不過，雖然市場(chǎng)火熱，但業(yè)界普遍認(rèn)為，大部分長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)本身尚不成熟，存在著商業(yè)模式不明朗、融資困難等多重挑戰(zhàn)，儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)商想要擴(kuò)大規(guī)模并實(shí)現(xiàn)盈利可能還需要時(shí)日。
伍德麥肯茲分析指出，雖然市場(chǎng)上已經(jīng)涌現(xiàn)出多種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，但這些技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)所需。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)需求仍面臨著其他新興低碳技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，包括小型模塊化核反應(yīng)堆技術(shù)、綠氫發(fā)電技術(shù)等。該機(jī)構(gòu)認(rèn)為，時(shí)至目前，抽水蓄能是唯一能夠大規(guī)模開發(fā)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，2030年前抽水蓄能技術(shù)可能仍將占據(jù)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。
光大證券則認(rèn)為，抽水蓄能技術(shù)雖最為成熟、平準(zhǔn)化度電成本最低，但仍存在設(shè)備選址受限、項(xiàng)目開發(fā)周期較長(zhǎng)的短板。該機(jī)構(gòu)指出，在無資源約束的情況下，平準(zhǔn)化度電成本將是衡量各種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)劣的最重要指標(biāo)，但考慮到儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景的不同，最終，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)將呈現(xiàn)百舸爭(zhēng)流的格局。
在業(yè)界看來，全球范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求廣闊，要加快長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，不僅需要政府政策支持，儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)商也應(yīng)不斷降低生產(chǎn)建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)新興技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。
