中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：《凈零電力——可再生電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能》報(bào)告由長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能(LDES)委員會(huì)與其知識(shí)合作伙伴的麥肯錫公司合作撰寫。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)是一個(gè)由企業(yè)首席執(zhí)行官（CEO）領(lǐng)導(dǎo)的全球性組織，致力于在全球范圍內(nèi)部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)以加速能源系統(tǒng)的脫碳。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)于去年在COP26峰會(huì)上成立，借鑒其成員的經(jīng)驗(yàn)，為各國(guó)政府和各行業(yè)領(lǐng)域提供基于事實(shí)的指導(dǎo)，這些成員包括行業(yè)領(lǐng)先的能源公司、技術(shù)提供商、投資者和最終用戶（見圖1）。
在未來，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)將進(jìn)一步深入了解長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的資產(chǎn)類別、電力和能源系統(tǒng)以及更廣泛的能源轉(zhuǎn)型。該委員會(huì)還將積極與其他各方進(jìn)行接觸。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)部分成員
前言
隨著世界各國(guó)考慮如何通過控制溫室氣體(GHG)的排放來抑制全球氣溫上升，人們普遍認(rèn)為，電力行業(yè)可以發(fā)揮核心作用。而電力行業(yè)的碳排放量占全球總排放量的三分之一，實(shí)際上是一個(gè)雙重因素，因?yàn)槠渌?jīng)濟(jì)領(lǐng)域的脫碳在很大程度上取決于對(duì)可再生能源的需求不斷增長(zhǎng)，例如電動(dòng)汽車和住宅供暖。好消息是，全球的電力行業(yè)正在通過從化石燃料發(fā)電轉(zhuǎn)向風(fēng)能和太陽(yáng)能來減少碳排放。
然而，可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中所占份額的增長(zhǎng)帶來了新的挑戰(zhàn)。其中最重要的是風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的固有可變性對(duì)現(xiàn)有發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施造成的結(jié)構(gòu)性壓力。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)發(fā)布的第一份研究報(bào)告旨在探索應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵解決方案之一：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能(LDES)系統(tǒng)被定義為任何可以競(jìng)爭(zhēng)性部署以長(zhǎng)期存儲(chǔ)能源的技術(shù)，并且可以經(jīng)濟(jì)可能地?cái)U(kuò)大規(guī)模以維持?jǐn)?shù)小時(shí)、數(shù)天甚至數(shù)周的電力供應(yīng)，并為脫碳做出重大貢獻(xiàn)。而存儲(chǔ)能量可以通過多種不同的方法來實(shí)現(xiàn)，其中包括機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能或化學(xué)儲(chǔ)能等。
提供靈活性（定義為通過在能量過剩時(shí)儲(chǔ)存并在需要時(shí)釋放能量來吸收和管理供需波動(dòng)的能力）是一項(xiàng)關(guān)鍵因素。
圖2 長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在能源系統(tǒng)靈活性方面發(fā)揮核心作用
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能具有成本效益的方式使經(jīng)濟(jì)脫碳的有利因素。而在技術(shù)組合中，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以為電力系統(tǒng)提供靈活性，其中包括電池、熱儲(chǔ)能、氫能和其他形式的能源（圖2）。例如，一些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可以同時(shí)釋放熱能和電能（即電能-熱能或熱能-電能），可用于工業(yè)脫碳，或者可以使用電能通過電解生產(chǎn)氫氣，然后將氫氣重新轉(zhuǎn)化回來之后再提供電力。整合不同部門的能力使某些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)獨(dú)一無二，并加強(qiáng)了將其用于正在轉(zhuǎn)型的脫碳行業(yè)的商業(yè)案例的一個(gè)挑戰(zhàn)。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)引起了政府、公用事業(yè)和輸電運(yùn)營(yíng)商前所未有的興趣，對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能行業(yè)的投資正在快速增長(zhǎng)。該報(bào)告重點(diǎn)關(guān)注新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案在電力系統(tǒng)中的作用。它首先研究了這些儲(chǔ)能技術(shù)的特點(diǎn)以及它們?nèi)绾芜m合幫助管理電力行業(yè)的結(jié)構(gòu)性問題。然后，它考慮了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的成本、隨著技術(shù)的成熟將如何發(fā)展，以及它們?nèi)绾闻c其他可用于管理供需的技術(shù)（如鋰離子電池和氫能）進(jìn)行比較。最后，該報(bào)告提出了一些政策制定者和行業(yè)參與者可以考慮的行動(dòng)，以使長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)揮其作為世界凈零解決方案一部分的潛力。
問題是什么？
為了避免發(fā)生災(zāi)難性的氣候變化，需要迅速建立一個(gè)主要由可再生能源供電的凈零電力部門。隨著可再生能源發(fā)電量的增長(zhǎng)，能源行業(yè)面臨三個(gè)挑戰(zhàn)；平衡電力供需、輸電模式的變化； 以及系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以通過提高電力系統(tǒng)的靈活性來幫助解決這些問題。
預(yù)計(jì)到20240年全球長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)如何提供幫助？
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能涉及許多不同的技術(shù)，它們通過機(jī)械能、熱能、電化學(xué)、化學(xué)能等不同形式來存儲(chǔ)和釋放能量。除了鋰離子電池技術(shù)和氫氣儲(chǔ)能以外，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可以在幾小時(shí)到幾周的時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)揮關(guān)鍵和獨(dú)特的作用。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展何去何從？
如今出現(xiàn)了許多長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，并且需要具有更大規(guī)模的部署，但它們的發(fā)展處于不同的水平。根據(jù)預(yù)計(jì)，到2040年，全球部署的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)容量甚至可能達(dá)到1.5~2.5TW(儲(chǔ)能容量為85～140TWh)。而只有10%的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)能夠得到商業(yè)部署，一些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段。
預(yù)測(cè)表明，目前長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的部署需要大幅擴(kuò)大規(guī)模，但其發(fā)展勢(shì)頭將在未來20年內(nèi)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能行業(yè)的全球交易（百萬美元）
怎樣才能做到這一點(diǎn)？
為了使長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能成本最優(yōu)，成本必須再降低60%。然而，太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施和風(fēng)力發(fā)電等其他清潔能源技術(shù)的成本已經(jīng)大幅降低。
在2022～2040年期間，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將需要1.5萬億～3萬億美元的投資。這一期間的投資相當(dāng)于每2～4年對(duì)全球輸配電網(wǎng)絡(luò)的投資。
這項(xiàng)投資具有創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的潛力。如果有足夠的機(jī)制將長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的價(jià)值貨幣化，那么其商業(yè)案例通常是積極的。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的價(jià)值可以通過監(jiān)管變化來釋放：
?長(zhǎng)期系統(tǒng)規(guī)劃。
?支持長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的部署和擴(kuò)展。
?市場(chǎng)創(chuàng)造。
前言
在全球范圍內(nèi)，一些國(guó)家如今還沒有走上將全球氣溫上升限制在1.5℃的軌道。為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》中作出的承諾，世界各國(guó)必須為減少所有部門的碳排放做出重大努力。而占到全球碳排放量約三分之一的電力部門將成為全球脫碳的核心，許多政府部門和企業(yè)都認(rèn)為到2040年必須實(shí)現(xiàn)凈零排放。因此，創(chuàng)新解決方案對(duì)于滿足以下這三個(gè)目標(biāo)至關(guān)重要的電力部門面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)：將發(fā)電量增加兩倍以滿足不斷增長(zhǎng)的電力需求，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，并滿足能源轉(zhuǎn)型的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)成本。
基于10,000多個(gè)成本和性能數(shù)據(jù)點(diǎn)，這項(xiàng)研究報(bào)告指出，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可以在幫助創(chuàng)造電力系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，以應(yīng)對(duì)可再生能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中所占份額的增加。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能包含一系列技術(shù)，能夠以具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本和規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間以各種形式存儲(chǔ)電力。這些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可以在需要時(shí)（數(shù)小時(shí)、數(shù)天甚至數(shù)周）釋放電能，以滿足鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等短時(shí)儲(chǔ)能解決方案難以滿足的長(zhǎng)期的系統(tǒng)靈活性需求。而這些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)處于不同的成熟度和市場(chǎng)準(zhǔn)備水平。該報(bào)告主要側(cè)重于相對(duì)新生的機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能等技術(shù)，而不是鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、可調(diào)度的氫能資產(chǎn)以及大型抽水蓄能設(shè)施。
可再生能源發(fā)電量日益增長(zhǎng)與其固有可變性的快速整合給電力系統(tǒng)帶來了巨大挑戰(zhàn)，其中包括潛在的供需失衡、輸電模式的變化，以及化石燃料發(fā)電提供的內(nèi)在慣性可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)更大的不穩(wěn)定性。所有這些都需要采用新的解決方案，以在不同時(shí)段（日內(nèi)、多日/多周和季節(jié)性）內(nèi)創(chuàng)造電力供應(yīng)和需求的靈活性。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是這些解決方案之一，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)需要較低的電力存儲(chǔ)邊際成本：它們能夠?qū)⒋鎯?chǔ)的電能與釋放電力的速度解耦；它們具有廣泛的可部署性和可擴(kuò)展性；與輸配電(T&D)電網(wǎng)的升級(jí)相比，它們的交付周期相對(duì)較短。因此，行業(yè)廠商對(duì)這些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的投資興趣日益增加，宣布部署或已經(jīng)投入運(yùn)行的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)如今超過5GW（或65GWh）。
這只是一個(gè)開始：建模表明，到2040年，在全球各地部署的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的裝機(jī)容量可能為1.5TW到2.5TW；或者是目前部署的總儲(chǔ)能容量的8到15倍，到2040年將達(dá)到85Wh～140TWh。存儲(chǔ)的電力將高達(dá)全球發(fā)電量的10%。這計(jì)劃著全球到2040年將累計(jì)投資1.5萬億美元至3萬億美元，潛在價(jià)值創(chuàng)造為1.3萬億美元。
這些數(shù)字的規(guī)模反映了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的多種用例以及它們?cè)谄胶怆娏ο到y(tǒng)和提高其效率方面可以發(fā)揮的核心作用。其中包括支持電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、加強(qiáng)企業(yè)購(gòu)電協(xié)議(PPA)以及為電網(wǎng)偏遠(yuǎn)或不可靠的行業(yè)優(yōu)化能源。同樣，在離網(wǎng)電力系統(tǒng)中使用長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能也有很大的潛力，這些離網(wǎng)電力系統(tǒng)的靈活性較低，目前嚴(yán)重依賴化石燃料發(fā)電。但到目前為止，預(yù)計(jì)更多的部署將與大容量電力系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)移、容量提供和輸配電優(yōu)化等核心任務(wù)有關(guān)。
總之，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在許多（但不是全部）情況下提供了一種低成本的靈活性解決方案。為了到2040年實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)的電網(wǎng)脫碳，可能會(huì)部署一套多樣化的解決方案。然而，大規(guī)模部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)獲得的價(jià)值是巨大的。據(jù)估計(jì)，到2040年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的部署每年可減少15至23億噸的二氧化碳當(dāng)量(GtCO2eq)，約占當(dāng)今電力部門排放量的10%至15%。僅在美國(guó)，到2040年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能每年就可以將完全脫碳電力系統(tǒng)的總體成本降低約350億美元。
實(shí)現(xiàn)這一規(guī)模的部署需要顯著降低長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的成本。但長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)的成員提供的預(yù)測(cè)表明，這些目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的，并且符合新興能源技術(shù)（包括太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電）的學(xué)習(xí)曲線。反過來，成本降低將取決于研發(fā)(R&D)、產(chǎn)量和制造規(guī)模效率的改進(jìn)。同樣，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能總部署，與電力部門的脫碳率和可變可再生能源(RE)發(fā)電的部署密切相關(guān)。
雖然一些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)仍處于初期階段，但未來幾年的部署可能會(huì)迅速加快。在研究建模中，在快速脫碳情景下，到2025年將部署30GW至40GW的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)（總儲(chǔ)能容量將達(dá)到1TWh）。當(dāng)可再生能源在大容量電力系統(tǒng)中達(dá)到60%到70%的市場(chǎng)份額時(shí)，就將實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵里程碑，很多國(guó)家計(jì)劃在2025年至2035年之間達(dá)到這一目標(biāo)。這促進(jìn)了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能作為成本最低的靈活性解決方案的廣泛部署。
然而，在達(dá)到這些目標(biāo)之前，需要各國(guó)政府采取行動(dòng)來幫助降低成本、調(diào)動(dòng)必要的投資，并創(chuàng)造市場(chǎng)信號(hào)，使投資者能夠從長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能中獲得可觀的回報(bào)。一個(gè)有利的政府生態(tài)系統(tǒng)將包括實(shí)施①長(zhǎng)期系統(tǒng)規(guī)劃；②早期補(bǔ)償機(jī)制，在市場(chǎng)仍處于初期階段時(shí)減少投資者的不確定性；③支持性政策、法規(guī)和市場(chǎng)設(shè)計(jì)。
包括明確的可再生能源目標(biāo)在內(nèi)的長(zhǎng)期系統(tǒng)規(guī)劃對(duì)于建立儲(chǔ)能投資者信心至關(guān)重要。對(duì)早期部署和擴(kuò)大規(guī)模的有針對(duì)性的支持將有助于啟動(dòng)市場(chǎng)，并觸發(fā)成本學(xué)習(xí)曲線。最后，支持性的市場(chǎng)設(shè)計(jì)，例如能夠獲取長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能全部?jī)r(jià)值的容量機(jī)制和政策，將使投資者能夠?qū)⑵渲С鲐泿呕?。總之，這些措施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。
研究報(bào)告提及的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能這一術(shù)語(yǔ)用于涵蓋具有不同技術(shù)成熟度和市場(chǎng)準(zhǔn)備程度的廣泛技術(shù)。雖然該類別不排除鋰離子電池、氫氣儲(chǔ)能或大型抽水蓄能設(shè)施，但該報(bào)告?zhèn)戎赜谀軌驖M足鋰離子電池和其他電池以外的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能解決方案。這些技術(shù)在本文中稱為“長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能”，不包括氫氣儲(chǔ)能、鋰離子電池或大規(guī)模抽水蓄能發(fā)電設(shè)施。
新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可大致分為：機(jī)械儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。（見圖3）
圖3 長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)類別概述
（1）機(jī)械儲(chǔ)能
最廣泛和最成熟的儲(chǔ)能技術(shù)是抽水蓄能設(shè)施，這是一種機(jī)械儲(chǔ)能形式，占全球總儲(chǔ)能容量的95%。如今出現(xiàn)新型抽水蓄能設(shè)施，以減少其對(duì)地理?xiàng)l件的依賴。
其他新興的機(jī)械儲(chǔ)能解決方案包括壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）和基于重力的儲(chǔ)能系統(tǒng)。第壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）將能量以壓縮空氣的形式存儲(chǔ)在壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（地下或地上）中。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）還包括熱儲(chǔ)能，用于存儲(chǔ)壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，并在放電循環(huán)中重復(fù)使用。基于重力的儲(chǔ)能系統(tǒng)是另一種具有發(fā)展前途的機(jī)械儲(chǔ)能形式，它通過提升在需要能量時(shí)釋放的質(zhì)量來儲(chǔ)存能量。這項(xiàng)技術(shù)目前在商業(yè)發(fā)展的早期階段。
最后，機(jī)械儲(chǔ)能也可以采用液態(tài)二氧化碳的形式，可以在高壓和環(huán)境溫度下儲(chǔ)存，然后在閉環(huán)中的渦輪機(jī)中釋放，并且不會(huì)產(chǎn)生碳排放。
液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(LAES)的工作原理與壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）類似，使用電力，通過壓縮空氣來冷卻和液化介質(zhì)，并在低壓下將其儲(chǔ)存在低溫儲(chǔ)罐中。出于這個(gè)原因，液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(LAES)有時(shí)被歸類為機(jī)械儲(chǔ)能，有時(shí)被歸類為液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)(LAES)。
B.熱儲(chǔ)能
熱儲(chǔ)能技術(shù)以熱能的形式存儲(chǔ)電能或熱能。在放電循環(huán)中，熱量被傳遞給流體，然后通過熱力發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并將電力釋放回系統(tǒng)。根據(jù)儲(chǔ)存熱量的原理，熱儲(chǔ)能可分為顯熱（提高固體或液體介質(zhì)的溫度）、潛熱（材料的相變）或熱化學(xué)熱反應(yīng)（吸熱和放熱的基礎(chǔ)）。這些技術(shù)使用不同的介質(zhì)將熱量?jī)?chǔ)存在絕熱容器中，例如熔鹽、混凝土、鋁合金或巖石材料。同樣，充電設(shè)備的選擇也多種多樣，最廣泛使用的熱儲(chǔ)能技術(shù)是熔鹽與聚光太陽(yáng)能(CSP)發(fā)電設(shè)施相結(jié)合，但是，該技術(shù)與其他新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)不同，因?yàn)樗哂胁煌奶匦裕ɡ?，由于它不是模塊化的，因此無法廣泛部署，聚光太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施占地面積大，僅在太陽(yáng)輻射高的地區(qū)更高效）。盡管如此，熔鹽可以有效地用于新型熱儲(chǔ)能，以獨(dú)立于聚光太陽(yáng)能(CSP)發(fā)電設(shè)施存儲(chǔ)電力。
熱儲(chǔ)能技術(shù)可以同時(shí)釋放電力和熱量，支持熱力部門的脫碳，熱力部門的碳排放約占全球的50% （與其相比，2019年電力部門占20%）。在總熱量消耗中，估計(jì)只有大約10%由熱儲(chǔ)能技術(shù)提供，可以通過向依賴化石燃料的能源密集型行業(yè)提供零排放的熱量，來支持該行業(yè)的脫碳，并且?guī)缀鯖]有脫碳替代方案和其他供熱應(yīng)用（例如區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)）。
C.化學(xué)儲(chǔ)能
化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)通過產(chǎn)生化學(xué)鍵來儲(chǔ)存能量。兩種最流行的新興技術(shù)都基于電轉(zhuǎn)氣概念：電轉(zhuǎn)氫和電轉(zhuǎn)天然氣。
在第一種情況下，電力用于為電解槽提供動(dòng)力，電解槽產(chǎn)生的氫氣可以儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐、洞穴或管道中。當(dāng)氫氣被供應(yīng)到氫氣渦輪或燃料電池時(shí)，其能量被釋放。如果氫氣與二氧化碳結(jié)合生成甲烷，則生成的天然氣（稱為合成氣）具有與天然氣相似的特性，可以在常規(guī)發(fā)電廠中儲(chǔ)存和燃燒。類似地，氫氣可以轉(zhuǎn)化為氨氣直接燃燒。
D.電化學(xué)儲(chǔ)能
不同化學(xué)成分的不同電池正在出現(xiàn)，以提供長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的靈活性。
電化學(xué)液流電池將電能存儲(chǔ)在兩種化學(xué)溶液中，這些溶液存儲(chǔ)在外部?jī)?chǔ)罐中，并通過選擇性隔膜實(shí)現(xiàn)充電和放電過程。這些電池適用于化學(xué)和設(shè)備成本可能較低的長(zhǎng)期應(yīng)用。
新興金屬空氣電池依賴于低成本、豐富的地球金屬、水和空氣——這意味著它們具有高可擴(kuò)展性和低安裝系統(tǒng)成本的潛力。此外，這些解決方案通常不會(huì)遭受熱失控的影響，因此可以安全地安裝和操作。
還有具有液體電解質(zhì)和金屬陽(yáng)極的混合液流電池，它們結(jié)合了傳統(tǒng)液流電池和金屬陽(yáng)極系統(tǒng)的一些特性。
鋰離子電池、氫渦輪機(jī)和大型地上抽水蓄能設(shè)施
該報(bào)告對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)和鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了區(qū)分，因?yàn)殚L(zhǎng)期靈活性范圍內(nèi)成本的增加使得鋰離子電池在長(zhǎng)期靈活性范圍內(nèi)沒有競(jìng)爭(zhēng)力。
基于氫氣的儲(chǔ)能和通過渦輪機(jī)（以及燃料電池）重新轉(zhuǎn)換為電力可以用于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，但由于在較低的持續(xù)時(shí)間下的成本性能不同，因此在報(bào)告中單獨(dú)提及。
大型抽水蓄能設(shè)施沒有包括在所考慮的技術(shù)范圍內(nèi)，因?yàn)樾滦统樗钅艿牟渴饍?yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性預(yù)計(jì)將超過這些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，并且地理限制較少。
數(shù)據(jù)收集和基準(zhǔn)測(cè)試
該報(bào)告中使用的數(shù)據(jù)是從長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)成員那里收集的，他們總共提交了10,000多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，概述了其技術(shù)的成本和性能。數(shù)據(jù)由獨(dú)立的第三方清潔團(tuán)隊(duì)匯總和處理。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)成員提供了兩條預(yù)計(jì)軌跡的成本和績(jī)效數(shù)據(jù)，說明這些指標(biāo)將如何從“漸進(jìn)式”場(chǎng)景轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸行氖健眻?chǎng)景：
?漸進(jìn)式場(chǎng)景：數(shù)據(jù)反映了樂觀的成本降低軌跡和學(xué)習(xí)率。
?中心場(chǎng)景：數(shù)據(jù)反映了保守的成本降低軌跡和學(xué)習(xí)率。
數(shù)據(jù)根據(jù)標(biāo)稱持續(xù)時(shí)間分為兩種原型：8到24小時(shí)以及24小時(shí)以上。
一些長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)成員提供這兩個(gè)范圍的產(chǎn)品。對(duì)于每個(gè)原型、每個(gè)成本、設(shè)計(jì)或性能指標(biāo)的聚合數(shù)據(jù)點(diǎn)創(chuàng)建了具有代表性的數(shù)字，同時(shí)保留了每種技術(shù)的數(shù)據(jù)機(jī)密性。在數(shù)據(jù)點(diǎn)聚合后，處理中位數(shù)數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生最終數(shù)據(jù)集：在中心場(chǎng)景和漸進(jìn)式場(chǎng)景中持續(xù)8到24小時(shí)和24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。創(chuàng)建的原型被用作對(duì)總可尋址市場(chǎng)(TAM)建模的輸入，并通過報(bào)告中介紹的替代技術(shù)產(chǎn)生對(duì)成本競(jìng)爭(zhēng)力的洞察。分析的未來迭代旨在為每種技術(shù)類型合并更多數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而允許對(duì)每個(gè)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能類別（機(jī)械儲(chǔ)能能、熱儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能）和持續(xù)時(shí)間原型進(jìn)行分解分析。
報(bào)告中的技術(shù)基準(zhǔn)建立在麥肯錫公司開發(fā)的電力模型(MPM)、電池成本模型、可再生能源成本和容量因素的能源洞察模型、其他專有資產(chǎn)以及來自外部數(shù)據(jù)提供商和數(shù)據(jù)庫(kù)的眾多基準(zhǔn)之上。分析團(tuán)隊(duì)還與長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)以外的專家和提供專業(yè)知識(shí)的委員會(huì)成員一起測(cè)試了這些分析的結(jié)果。
（未完待續(xù)）
