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長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能報(bào)告:《凈零電力——可再生電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能》(三)

作者:劉伯洵 來(lái)源:數(shù)字儲(chǔ)能網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:2022-02-16 瀏覽:

中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:三、對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)的靈活性需求進(jìn)行建模  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)需要在未來(lái)20年內(nèi)大幅擴(kuò)大部署規(guī)模,以實(shí)現(xiàn)凈零的電力系統(tǒng)。  

而研究中的建模表明,在凈零情景中,到2040年累計(jì)的部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的裝機(jī)容量可能達(dá)到1.5到2.5TW。能源轉(zhuǎn)移、容量提供和輸配電優(yōu)化等服務(wù)將占絕大多數(shù)。

到2040年,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)規(guī)??赡艹^(guò)1萬(wàn)億美元。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以在建模中沒(méi)有考慮的一系列不同的并網(wǎng)和離網(wǎng)應(yīng)用中創(chuàng)造更多的價(jià)值,到2040年累計(jì)創(chuàng)造的價(jià)值將增長(zhǎng)到1.3萬(wàn)億美元。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在所有模擬情景中都發(fā)揮著重要作用,但對(duì)能量的吸收和存儲(chǔ)對(duì)成本、替代技術(shù)的性能以及廣泛的脫碳步伐很敏感。在其他假設(shè)情景下,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能部署可能會(huì)降低40%。  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能有望在實(shí)現(xiàn)大容量電力系統(tǒng)和其他專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)高效脫碳方面發(fā)揮重要作用。本文提供了基于建模結(jié)果的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能潛在市場(chǎng)的概述。以下概述的潛在市場(chǎng)規(guī)模是電力系統(tǒng)遵循成本最優(yōu)的凈零軌跡,并沒(méi)有考慮已宣布的可再生能源政府目標(biāo)或政策措施。其數(shù)據(jù)范圍是指中心情景和漸進(jìn)情景。

1、到2040年,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的潛在市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到1.5至2.5TW,以實(shí)現(xiàn)凈零電力系統(tǒng)所需的靈活性

根據(jù)預(yù)計(jì)的成本最優(yōu)的凈零軌跡,建模結(jié)果表明,隨著電力系統(tǒng)接近凈零,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將在提供靈活性方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可能從2025年開(kāi)始大規(guī)模部署(30GW~40GW或1TWh),隨著可再生能源滲透率的提高,到2030年部署量將加速增長(zhǎng)(150GW~400GW 或 5到10TWh)。到2025年,95%以上的部署將由非大容量電網(wǎng)應(yīng)用推動(dòng)的,例如孤島電網(wǎng)、遠(yuǎn)程電網(wǎng)、不可靠的電網(wǎng)以及企業(yè)的可再生能源購(gòu)電協(xié)議(PPA)。然而,隨著大容量電力系統(tǒng)從2030年起出現(xiàn)高可再生能源滲透率(約60%至70%),長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的裝機(jī)容量可能在2040年加速達(dá)到1.5至2.5TW(如圖13所示)。這將達(dá)到當(dāng)今全球累計(jì)部署的總儲(chǔ)能容量8到15倍。  

圖13長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能總潛在市場(chǎng)和按年累計(jì)資本支出投資

在未來(lái)五年,全球需要大量投資來(lái)促進(jìn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的大規(guī)模部署,并實(shí)現(xiàn)低成本的脫碳途徑。據(jù)估計(jì),到2025年,全球?qū)⑿枰顿Y500億美元來(lái)部署數(shù)量足夠的試點(diǎn)項(xiàng)目和商業(yè)化項(xiàng)目,以實(shí)現(xiàn)早期脫碳,同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低成本。這筆資金可以來(lái)自私人來(lái)源以及一些政府部門(mén)的資助??傮w而言,到2040年實(shí)現(xiàn)部署所需的累計(jì)投資預(yù)計(jì)將在全球范圍內(nèi)達(dá)到1.5到3萬(wàn)億美元。雖然這一金額很驚人,但這個(gè)數(shù)字只是與全球每2到4年對(duì)輸配電網(wǎng)絡(luò)的投資相當(dāng)。  

2、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以在一系列不同的并網(wǎng)和離網(wǎng)應(yīng)用中創(chuàng)造價(jià)值  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能預(yù)計(jì)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特性使它們能夠服務(wù)于各種用途。已經(jīng)確定了五個(gè)創(chuàng)造價(jià)值的主要部分(如圖14所示),其中包括:  

圖14能源轉(zhuǎn)移、產(chǎn)能供應(yīng)和輸配電優(yōu)化

?能源轉(zhuǎn)移、容量提供和輸配電優(yōu)化。  

?為電網(wǎng)偏遠(yuǎn)或不可靠的行業(yè)優(yōu)化能源。  

?孤島電網(wǎng)優(yōu)化。  

?確定電力采購(gòu)協(xié)議(PPA)。

?提供穩(wěn)定服務(wù)  

(1)能源轉(zhuǎn)移、容量提供和輸配電優(yōu)化  

預(yù)計(jì)大容量電力系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)移、容量提供和輸配電優(yōu)化將導(dǎo)致最大比例的部署(2040年為80%至90%);然而,其他應(yīng)用也可以在確保電力系統(tǒng)完全脫碳的同時(shí)增加顯著價(jià)值(如圖15所示)。此外,預(yù)計(jì)2025年的市場(chǎng)發(fā)展將受到偏遠(yuǎn)/離網(wǎng)或不可靠電網(wǎng)(50GW)行業(yè)的供應(yīng)優(yōu)化、購(gòu)電協(xié)議(30GW)和孤島電網(wǎng)優(yōu)化(15GW)的推動(dòng)。以下簡(jiǎn)要介紹不同的應(yīng)用,而以下將深入解釋能源轉(zhuǎn)移、容量提供和輸配電優(yōu)化。

圖15 到2040年按應(yīng)用劃分的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能潛在市場(chǎng)和累計(jì)價(jià)值

(2)為電網(wǎng)偏遠(yuǎn)或不可靠的行業(yè)優(yōu)化能源

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能對(duì)于啟用現(xiàn)場(chǎng)可再生能源和確保在需要的地方(例如在工廠生產(chǎn)線中)持續(xù)供電至關(guān)重要??赡苄枰鍧?、可靠、具有成本效益的電力供應(yīng)的相關(guān)用戶,其中包括大型離網(wǎng)用戶(如礦山、農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)和軍事基地)和電網(wǎng)可靠性較低的工業(yè)用戶(如經(jīng)濟(jì)條件較差的化工廠和鋼鐵廠)。在這些情況下,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在更短的交貨時(shí)間和更少的地理限制方面比電網(wǎng)擴(kuò)展具有優(yōu)勢(shì)。  

總體而言,到2030年,為相關(guān)應(yīng)用部署的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能累計(jì)容量可能達(dá)到60GW(儲(chǔ)能容量為1.5TWh),到2040年將達(dá)到110GW(4TWh)左右。

而長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能創(chuàng)造的價(jià)值(減少化石燃料消耗、增加運(yùn)營(yíng)正常運(yùn)行時(shí)間,替換化石燃料發(fā)電設(shè)施等),到2030年可能達(dá)到200億美元至300億美元,到2040年達(dá)到約1200億美元。

為了估計(jì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模,根據(jù)特定的行業(yè)和地理范圍確定了不同的離網(wǎng)和備用長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的價(jià)值主張,每個(gè)價(jià)值主張的規(guī)模都經(jīng)過(guò)量身定制的分析。每個(gè)應(yīng)用程序的持續(xù)時(shí)間很大程度上取決于特定用例和地理特征。氣候變化的影響(包括森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)增加及其對(duì)電網(wǎng)可靠性或企業(yè)目標(biāo)的影響)可能會(huì)進(jìn)一步加速部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

(3)孤島電網(wǎng)優(yōu)化  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以支持離網(wǎng)或微電網(wǎng)設(shè)施(包括孤島運(yùn)行的電力系統(tǒng))供電的穩(wěn)定和安全。例如,這些技術(shù)可以通過(guò)最大限度地減少對(duì)柴油發(fā)電機(jī)和化石能源的依賴(lài),來(lái)幫助島嶼和偏遠(yuǎn)社區(qū)脫碳。此外,連接到孤島運(yùn)行電力系統(tǒng)的社區(qū)也可以從長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能慣性提供和其他服務(wù)中受益。  

到2030年,構(gòu)建孤島電網(wǎng)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量可達(dá)15GW(150GWh);到2040年,這可能會(huì)增加到90到100GW(大約3TWh)。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的潛在價(jià)值來(lái)自化石燃料和碳排放的成本節(jié)約,到2040年將節(jié)省300億美元。  

具有加速脫碳路徑孤島電網(wǎng)可以增加長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的部署,并為這些電力系統(tǒng)創(chuàng)造更多價(jià)值。離網(wǎng)或孤立社區(qū)也可能具有巨大潛力,特別是在電力需求仍未部分或全部滿足或依賴(lài)柴油發(fā)電的發(fā)展中國(guó)家。

(4)確定可再生能源購(gòu)電協(xié)議  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能允許保護(hù)具有特定基本負(fù)載要求的電力采購(gòu)協(xié)議(PPA)。私營(yíng)公司和公共組織越來(lái)越有興趣使用可再生能源的電力,以此來(lái)降低運(yùn)營(yíng)成本、降低波動(dòng)的化石燃料價(jià)格和碳排放成本以及實(shí)現(xiàn)企業(yè)環(huán)境目標(biāo)。而雄心勃勃地承諾減少碳排放的企業(yè)通常依賴(lài)可再生能源原產(chǎn)地保證(通常集成到電力采購(gòu)協(xié)議中)來(lái)獲取零排放電力。然而,可再生能源購(gòu)電協(xié)議通常不足以使其電力脫碳;因此,企業(yè)經(jīng)常用在碳排放市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的碳信用額來(lái)抵消剩余的排放量。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能使企業(yè)能夠?qū)⑵鋵?shí)際可再生能源供電增加到接近100%,同時(shí)為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)提供彈性。同樣,公用事業(yè)公司可以使用長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能向其客戶提供此類(lèi)100%可再生能源購(gòu)電協(xié)議。

到2025年,全球用于固定可再生能源購(gòu)電協(xié)議的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)部署10GW(0.5TWh),到2040年將增加到40GW(2TWh),在可再生能源和碳信用方面的成本節(jié)約累計(jì)價(jià)值高達(dá)100億美元。該應(yīng)用主要被視為近期機(jī)會(huì),因?yàn)榈?030年之后,大容量電網(wǎng)中的可再生能源滲透率將顯著增加,以全天候提供可再生能源電力。因此,企業(yè)為確定可再生能源購(gòu)電協(xié)議支付儲(chǔ)能儲(chǔ)溢價(jià)的意愿可能會(huì)下降。  

為確保近100%的可再生能源的電力供應(yīng),這一應(yīng)用所需的持續(xù)放電時(shí)間預(yù)計(jì)將超過(guò)24小時(shí)。然而,其持續(xù)放電時(shí)間將取決于電網(wǎng)的現(xiàn)有容量組合。

(5)提供穩(wěn)定服務(wù)(慣性或合成慣性)  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可以提供廣泛的輔助服務(wù)來(lái)維持電網(wǎng)穩(wěn)定性(具體的服務(wù)因技術(shù)而異)。其中一項(xiàng)服務(wù)是慣性,隨著可再生能源滲透率的增長(zhǎng),其需求也在增長(zhǎng)。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能用于傳統(tǒng)發(fā)電廠的一個(gè)不同之處在于,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以提供慣性,同時(shí)確保100%的可再生能源供應(yīng)。此外,機(jī)械儲(chǔ)能和熱儲(chǔ)能技術(shù)還可以在沒(méi)有并網(wǎng)逆變器的情況下提供慣性,這會(huì)提高系統(tǒng)的總成本。

合適的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可以從慣性中獲取價(jià)值,并將其與容量提供等其他有償服務(wù)疊加。到2030年,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可利用的慣性創(chuàng)造的總價(jià)值估計(jì)為5億美元,到2040年,全球范圍內(nèi)的總價(jià)值估計(jì)為50億美元至100億美元,考慮到采用成本更低的替代方案(即同步冷凝器與飛輪相結(jié)合)的成本。然而,慣性和穩(wěn)定性服務(wù)不太可能證明獨(dú)立部署長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是合理的。在獨(dú)立部署的基礎(chǔ)上,同步調(diào)壓器是更具成本效益的慣性解決方案。  

互連有限的電網(wǎng)系統(tǒng)預(yù)計(jì)在市場(chǎng)初期特別受關(guān)注,因?yàn)樗鼈兙哂休^少的電網(wǎng)穩(wěn)定性替代來(lái)源。這項(xiàng)服務(wù)的試點(diǎn)已經(jīng)開(kāi)始:例如在英國(guó),2020年簽訂了為期六年的慣性服務(wù)招標(biāo)。  

3、深入探討:能源轉(zhuǎn)移、產(chǎn)能供應(yīng)和輸配電優(yōu)化  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能預(yù)計(jì)將在大容量電力系統(tǒng)中發(fā)揮獨(dú)特的雙重作用,避免使用氫能設(shè)施來(lái)滿足峰值電力需求,同時(shí)滿足日內(nèi)和多日充放電需求。在夏季和冬季的需求峰值期間,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以連續(xù)幾天釋放能量,以提供關(guān)鍵的清潔能源和容量?jī)?chǔ)備;在需求淡季,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以主要執(zhí)行日內(nèi)和多日能量轉(zhuǎn)移。在非常長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間范圍內(nèi),按照目前預(yù)計(jì)的系統(tǒng)成本,氫能設(shè)施和長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的組合可能是成本最優(yōu)的方案。然而,更快速地降低成本或更慢地降低氫氣成本將影響產(chǎn)能組合。  

在潛在市場(chǎng)方面,可再生能源密集型電力系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)移和固定容量供應(yīng)將是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的最大市場(chǎng),占2040年部署量的80%至90%。輸配電擴(kuò)展優(yōu)化可產(chǎn)生3000億美元的額外累積價(jià)值到2040年將達(dá)到6500億美元,主要是通過(guò)補(bǔ)充、延期或替代投資較高的配電網(wǎng)絡(luò)。  

減少削減的能源和未提供的能源可以進(jìn)一步增加價(jià)值。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能還具有提供分布式容量以滿足當(dāng)?shù)匦枨蟮臐摿?,同時(shí)還為冗長(zhǎng)的輸配電建設(shè)提供了一種具有成本效益的替代方案。雖然目前未在潛在市場(chǎng)中考慮,但考慮到熱儲(chǔ)能的能量損失較高,分布式熱儲(chǔ)能應(yīng)用可能在同時(shí)存在加熱需求的情況下特別有吸引力。  

如果成本預(yù)測(cè)按預(yù)期展開(kāi),長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可能會(huì)占產(chǎn)能組合的很大一部分。例如在美國(guó),到2040年,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可以存儲(chǔ)大約10%到15%的總發(fā)電量,取代部分鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和氫能設(shè)施,并達(dá)到比這兩種技術(shù)更高的份額(如圖16所示)。靈活性持續(xù)時(shí)間的平衡組合到2040年將需要長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。

  

圖16 美國(guó)在2040年完成凈零目標(biāo)和不同成本開(kāi)發(fā)情景下的產(chǎn)能結(jié)構(gòu)

鑒于可再生能源在總發(fā)電組合中的份額較低,在2030年之前,靈活性需求的最大份額可能會(huì)來(lái)自持續(xù)時(shí)間為24小時(shí)以下的儲(chǔ)能系統(tǒng)。盡管如此,在24小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的早期部署也將受到當(dāng)?shù)貤l件和特定應(yīng)用(例如低電網(wǎng)可靠性區(qū)域的備份或高可用性電力采購(gòu)協(xié)議)的推動(dòng)。兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)都可能在不久的將來(lái)出現(xiàn)商業(yè)需求。  

(1)到2040年,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能靈活性持續(xù)時(shí)間的平衡組合將是必要的  

到2030年,預(yù)計(jì)部署的持續(xù)放電時(shí)間為8到24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的裝機(jī)容量可能占長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能總裝機(jī)容量的80%以上。提供超過(guò)24小時(shí)靈活性的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可能會(huì)在2030年后出現(xiàn)顯著增長(zhǎng),這主要是由于可再生能源發(fā)電量的增加。到2040年,持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可能占總儲(chǔ)能容量的80%。由于這樣的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)在能總成本中的權(quán)重更大,預(yù)計(jì)不同持續(xù)時(shí)間的儲(chǔ)能系統(tǒng)所需的投資將遵循與電力容量部署類(lèi)似的模式(如圖17所示)。  

圖17 不同類(lèi)型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能潛在市場(chǎng)

(2)可再生能源增長(zhǎng)和電氣化可能導(dǎo)致所有市場(chǎng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求增加  

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能有可能支持所有市場(chǎng)的大容量電力的成本優(yōu)化脫碳(如圖18所示)。在模擬的地點(diǎn)中,美國(guó)對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求最大,這主要是由于美國(guó)的輸電連接有限。在這個(gè)市場(chǎng)中,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將有助于減少棄電和電網(wǎng)擁塞,同時(shí)提高輸電效率。歐洲和日本的需求可能主要受到2035年至2040年的峰值容量驅(qū)動(dòng),平均持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)(超過(guò)50小時(shí))。澳大利亞和智利等可再生能源資源豐富且太陽(yáng)能普及率高的地區(qū),可能主要需要持續(xù)時(shí)間較短的大容量電力服務(wù)。  

圖18 按模型劃分的各國(guó)市場(chǎng)

新興市場(chǎng)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求不僅受到可再生能源發(fā)電設(shè)施替代化石燃料發(fā)電設(shè)施的推動(dòng),還受到電力需求增加的推動(dòng),預(yù)計(jì)未來(lái)幾年電力需求將顯著增長(zhǎng)。然而,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)將提供全方位的靈活性持續(xù)時(shí)間,包括日內(nèi)和多日需求,隨著可再生能源發(fā)電量的增加,短期內(nèi)需要更短的持續(xù)時(shí)間的儲(chǔ)能系統(tǒng)。  

政策措施和政府目標(biāo)可能會(huì)影響部署速度,并導(dǎo)致比預(yù)期更早的部署。例如,印度到2030年部署450GW可再生能源的目標(biāo)可能會(huì)在2030年之前導(dǎo)致對(duì)儲(chǔ)能容量的高需求,從而加速長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的部署。同樣,美國(guó)到2035年實(shí)現(xiàn)零排放電力的新承諾,以及中國(guó)到2030年實(shí)現(xiàn)1,200GW可再生能源的目標(biāo),也可能會(huì)產(chǎn)生積極影響。  

4、潛在市場(chǎng)對(duì)成本和性能、替代技術(shù)和脫碳發(fā)展最敏感  

根據(jù)定義,電力市場(chǎng)的未來(lái)是不確定的。公共和私人參與者的承諾和行動(dòng)、新的市場(chǎng)設(shè)計(jì)和技術(shù)發(fā)展,都是高度相互關(guān)聯(lián)的,并將最終決定是否實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能也存在類(lèi)似的不可預(yù)測(cè)性,此外還存在技術(shù)成熟度的風(fēng)險(xiǎn)。  

因此,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能部署的預(yù)測(cè)對(duì)不同的假設(shè)高度敏感,如圖19所示(這些數(shù)字適用于美國(guó)市場(chǎng),但其行為代表了世界其他國(guó)家和地區(qū))。  

圖19美國(guó)電力市場(chǎng)規(guī)模對(duì)不同參數(shù)變化的敏感性

預(yù)計(jì)的潛在市場(chǎng)對(duì)于預(yù)計(jì)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能成本和性能發(fā)展最為敏感。如果企業(yè)僅滿足平均投資降低的軌跡,則可以通過(guò)進(jìn)一步部署鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和氫能設(shè)施(到2040年在美國(guó)達(dá)到120 GW至250GW)來(lái)減少長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的使用量。如果8到24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電效率(RTE)不超過(guò)70%,則可能需要部署大約65GW的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。另一方面,對(duì)更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的影響將是最小的,只有15GW的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)被氫能設(shè)施取代。  

替代品成本預(yù)測(cè)的偏差可能會(huì)顯著影響長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的采用。如果氫氣成本降低,則可以額外產(chǎn)生90TWh的氫能,取代超過(guò)170GW的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能容量。然而,鑒于低成本氫氣需要可能受到高度限制的基礎(chǔ)設(shè)施或地理?xiàng)l件,預(yù)計(jì)這將有局限性。更激進(jìn)的鋰離子電池儲(chǔ)能方案將取代大約40GW持續(xù)時(shí)間較短的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)(即8至24小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng))。與其相反,成本降低較慢的鋰離子電池儲(chǔ)能將使長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)規(guī)模在24小時(shí)以下增加約50GW(如圖20所示)。

最后,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的部署與脫碳率和可變可再生能源發(fā)電的部署密切相關(guān)。到2050年緩慢過(guò)渡到凈零電力或到2040年減排90%,到2040年可能只部署了1.5至2.5TW的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的25%至40%。盡管在這種情況下,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的部署可能會(huì)被推遲而不是完全消除。

圖20不同成本敏感性下儲(chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)能組合

未完待續(xù)

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