中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近期，全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)（LDES Council）發(fā)布了其第一份長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能助力凈零排放的年度報(bào)告《凈零電力——可再生電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能》。該報(bào)告基于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)成員的廣泛研究和合作，報(bào)告認(rèn)為：到 2040 年，全球可部署 1.5-2.5 TW 和 85-140 TWh 的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，屆時(shí)將能儲(chǔ)存全球用電量的10%。這些儲(chǔ)能容量投資需求1.5-3萬(wàn)億美元，到2040年可產(chǎn)生大約1.3萬(wàn)億美元的投資回報(bào)。該報(bào)告由LDES與麥肯錫合作發(fā)布，CWEA特編譯供參考。
凈零電力——可再生電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能報(bào)告
Net-zero power – Long duration energy storage for a renewable grid
https://www.ldescouncil.com/insights
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報(bào)告執(zhí)行摘要
世界并沒(méi)有走上將全球溫度上升限制在1.5攝氏度的軌道。為了實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的承諾，必須做出重大努力來(lái)減少所有行業(yè)和領(lǐng)域的排放。電力領(lǐng)域約占全球排放量的三分之一，將成為全球脫碳的核心，許多人認(rèn)為電力行業(yè)需要在2040年前實(shí)現(xiàn)凈零排放。
與鋰離子電池技術(shù)和氫能解決方案一樣，LDES技術(shù)可以在提供幾小時(shí)到幾周的靈活性方面發(fā)揮關(guān)鍵和獨(dú)特的作用。
因此，創(chuàng)新的解決方案對(duì)于應(yīng)對(duì)電力行業(yè)的三個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)至關(guān)重要：1、發(fā)電量增加兩倍以滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的電力消費(fèi)，2、將電力系統(tǒng)從化石燃料發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕茉窗l(fā)電，3、滿(mǎn)足轉(zhuǎn)型所需的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)成本。
本報(bào)告基于超過(guò)1萬(wàn)個(gè)成本和性能數(shù)據(jù)點(diǎn)，研究后表明，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)（LDES）與其他技術(shù)如鋰離子（Li-ion）電池和氫輪機(jī)一樣，在提升可再生能源發(fā)電份額增加所需的系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性方面可以發(fā)揮關(guān)鍵作用。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)（LDES）包括一系列的技術(shù)，能夠以有競(jìng)爭(zhēng)力的成本和規(guī)模長(zhǎng)期儲(chǔ)存各種形式的電能。這些技術(shù)可以在需要時(shí)釋放電能——數(shù)小時(shí)、數(shù)天甚至數(shù)周——以滿(mǎn)足長(zhǎng)期的系統(tǒng)靈活性需求，它不像鋰離子電池那樣只是一種短期解決方案。目前各種LDES技術(shù)處于不同的成熟度和市場(chǎng)準(zhǔn)備程度。本報(bào)告重點(diǎn)關(guān)注相對(duì)新興的機(jī)械儲(chǔ)能、熱能儲(chǔ)能、化學(xué)和電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，而非鋰離子電池、可調(diào)度氫能資產(chǎn)和大規(guī)模地面抽水蓄能（PSH）等技術(shù)。
全球預(yù)計(jì)LDES部署情況（抽水蓄能除外）
大型可再生能源電力的快速整合及其固有的可變性質(zhì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，包括潛在的供需不平衡、傳輸流量模式的變化，隨著化石燃料發(fā)電提供的內(nèi)在慣性的消失，可能會(huì)出現(xiàn)更大的系統(tǒng)不穩(wěn)定性。所有這些問(wèn)題，都需要有新的解決方案來(lái)創(chuàng)造不同時(shí)段的電力供應(yīng)和需求的靈活性——日內(nèi)、多日/多周甚至季節(jié)性調(diào)節(jié)。
2018年前，2018-2021年LDES行業(yè)的全球投資額（單位：百萬(wàn)美元）
LDES可以作為有效的解決方案之一，因?yàn)長(zhǎng)DES技術(shù)需要采用低邊際成本來(lái)儲(chǔ)存電力：它們可以使儲(chǔ)存的電力數(shù)量和吸收或釋放的速度脫鉤；它們是廣泛部署且可擴(kuò)展的；與升級(jí)輸配電網(wǎng)相比，LDES技術(shù)所需的準(zhǔn)備時(shí)間則相對(duì)較短。因此，人們對(duì)這些技術(shù)的投資興趣越來(lái)越大。目前，有超過(guò)5 GW和65 GWh的LDES已宣布或已經(jīng)投入使用。
2021年，2030年，2040年LDES容量預(yù)測(cè)
這一發(fā)展速度還只是剛剛開(kāi)始！通過(guò)建模預(yù)測(cè)，到2040年，LDES有可能在全球部署1.5至2.5 TW的容量，這是今天已部署的全部?jī)?chǔ)能容量的8-15倍。同樣，到2040年，LDES可以部署85至140太瓦時(shí)（TWh）的能量容量，所能存儲(chǔ)的電量占全部電力消耗的將近10%。這相當(dāng)于1.5-3萬(wàn)億美元的累計(jì)投資，并有望到2040年創(chuàng)造1.3萬(wàn)億美元的潛在價(jià)值。
這些數(shù)字的規(guī)模反映了LDES技術(shù)的多種用途，以及它們?cè)谄胶怆娏ο到y(tǒng)和提高其效率方面所能發(fā)揮的核心作用。包括支持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，鞏固企業(yè)的購(gòu)電協(xié)議（PPA），以及為偏遠(yuǎn)或不可靠的電網(wǎng)行業(yè)優(yōu)化能源供給。同樣，在離網(wǎng)系統(tǒng)中，使用LDES也有很大的潛力，這些離網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性較低，目前還嚴(yán)重依賴(lài)化石燃料。但到目前為止，最大的部署比例預(yù)計(jì)將與大宗電力系統(tǒng)的電力轉(zhuǎn)移、容量置備和輸配電優(yōu)化等核心任務(wù)有關(guān)。
總而言之，LDES在許多情況下提供了低成本的靈活性解決方案，雖然不一定適合所有的情況。為了在2040年之前實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)成本最優(yōu)的脫碳，仍然需要部署一套多樣化的解決方案。當(dāng)然，大規(guī)模部署LDES的好處是巨大的。據(jù)估計(jì)，到2040年，LDES的部署可能導(dǎo)致每年避免15至23億噸的二氧化碳當(dāng)量（GtCO2eq）的排放，相當(dāng)于今天電力行業(yè)總排放量的10%至15%左右。僅在美國(guó)，到2040年，部署LDES可以使實(shí)現(xiàn)完全脫碳的電力系統(tǒng)的總成本每年減少約350億美元。
要實(shí)現(xiàn)如此大規(guī)模的部署，需要大幅降低LDES技術(shù)的成本。LDES委員會(huì)成員公司提供的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，這些成本降低是可以實(shí)現(xiàn)的，并且這一下降曲線(xiàn)與其他新興能源技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線(xiàn)類(lèi)似，如太陽(yáng)能光伏和風(fēng)力發(fā)電的成本下降曲線(xiàn)。反過(guò)來(lái)，成本的降低取決于研發(fā)（R&D）、容量大小以及制造領(lǐng)域規(guī)模效率的改善。同樣，LDES的總部署還與電力領(lǐng)域的脫碳速度以及風(fēng)光等可再生能源（RE）發(fā)電技術(shù)的部署情況密切相關(guān)。
雖然LDES技術(shù)仍處于萌芽狀態(tài)，但預(yù)計(jì)未來(lái)幾年的部署速度會(huì)加速。根據(jù)模型顯示，在快速脫碳的情景下，到2025年預(yù)計(jì)將有30至40GW的裝機(jī)容量，約1TWh的能源容量。當(dāng)可再生能源在大宗電力系統(tǒng)中達(dá)到60%至70%的市場(chǎng)份額時(shí)，將達(dá)到LDES的一個(gè)關(guān)鍵里程碑。一些具有高氣候雄心的國(guó)家預(yù)計(jì)在2025年至2035年之間達(dá)到60%-70%的可再生電力目標(biāo)。這將大大促進(jìn)LDES的廣泛部署，使其作為最低成本的靈活性解決方案。
然而，想要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，還需要政府采取行動(dòng)以幫助降低成本，并調(diào)動(dòng)必要的投資，釋放出市場(chǎng)信號(hào)，使投資者能夠看到在LDES上可獲得有吸引力的回報(bào)。一個(gè)積極有效的政府生態(tài)系統(tǒng)將包括實(shí)施：1、長(zhǎng)期的系統(tǒng)規(guī)劃，2、早期的補(bǔ)償機(jī)制，以減少投資者在市場(chǎng)處于起步階段時(shí)的不確定性，以及3、支持性的政策、法規(guī)和市場(chǎng)設(shè)計(jì)。其中，長(zhǎng)期的系統(tǒng)規(guī)劃，包括明確的可再生能源目標(biāo)，是建立投資者信心的關(guān)鍵。對(duì)早期部署和擴(kuò)大規(guī)模的有針對(duì)性的支持，則有助于啟動(dòng)市場(chǎng)，并觸發(fā)LDES成本曲線(xiàn)。最后，支持性的市場(chǎng)設(shè)計(jì)，如容量機(jī)制以及獲取LDES全部?jī)r(jià)值的政策等，將使投資者能夠貨幣化他們的支出。這些措施加在一起，最終將有助于確保以最低的社會(huì)成本實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。
關(guān)于LDES委員會(huì)
LDES 委員會(huì)是一家由各電力能源企業(yè)CEO組成的一個(gè)組織，為政府、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和主要電力用戶(hù)提供關(guān)于部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的基于事實(shí)的指導(dǎo)。LDES 委員會(huì)涵蓋廣泛的儲(chǔ)能創(chuàng)新技術(shù)，包括機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、電化學(xué)及其他化學(xué)解決方案等。其成員包括技術(shù)創(chuàng)新者、能源用戶(hù)和各類(lèi)投資者。
LDES 委員會(huì)的使命是通過(guò)零碳的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能來(lái)替代化石燃料的使用并滿(mǎn)足高峰需求。通過(guò)結(jié)合電力供應(yīng)的靈活性、運(yùn)營(yíng)商的可負(fù)擔(dān)性和用戶(hù)的可靠性這三者，以進(jìn)一步減少全球碳排放，從而幫助到 2040 年實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)體系的凈零排放。該委員會(huì)還將為行業(yè)提供教育和宣傳服務(wù)，以幫助推動(dòng)采用LDES 并加速碳中和。
LDES Long duration energy storage 長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)成員
