中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：低碳電網(wǎng)需要更長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)，但很少有技術(shù)能夠大規(guī)模成功。這是當(dāng)前的最佳選擇名單。
對(duì)于人類文明的未來來說，如此重要的事業(yè)很少能取得如此小的商業(yè)成功。
在風(fēng)能和太陽能在新增發(fā)電廠中占據(jù)主導(dǎo)地位并逐漸超過其他電力來源的世界中，長(zhǎng)期儲(chǔ)能具有巨大潛力。風(fēng)能和太陽能只在特定時(shí)間產(chǎn)生，因此它們需要補(bǔ)充技術(shù)來幫助填補(bǔ)空白。如今，提供 99% 新增存儲(chǔ)容量的鋰離子電池如果試圖長(zhǎng)時(shí)間使用，就會(huì)變得非常昂貴。
問題是，還沒有出現(xiàn)明顯的贏家來扮演這一長(zhǎng)期角色。在Greentech Media，我們花了數(shù)年的時(shí)間來報(bào)道這些競(jìng)爭(zhēng)者，其中包括從堂吉訶德式的物理定律蔑視者到低調(diào)、有科學(xué)頭腦的奮斗者。這個(gè)名單的構(gòu)成隨著破產(chǎn)和新投資的節(jié)奏而波動(dòng)。
從技術(shù)上講，有很多選擇都是“可行的”。問題是，它們是否具有可接受的價(jià)格點(diǎn)和開發(fā)周期，提供它們的企業(yè)能否維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間來實(shí)際證明這一點(diǎn)？對(duì)于公司來說，最后一步很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谇皫啄陰缀鯖]有地方可以真正銷售這些東西。
由于兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的趨勢(shì)，這種情況終于開始改變。首先，在美國(guó)和其他發(fā)達(dá)國(guó)家，風(fēng)能和太陽能正在非常有效地競(jìng)爭(zhēng)新增產(chǎn)能。這些資源的擴(kuò)散推動(dòng)了風(fēng)能和太陽能發(fā)電場(chǎng)高度集中的地方的長(zhǎng)期存儲(chǔ)。一個(gè)特別有吸引力的早期市場(chǎng)是偏遠(yuǎn)或島嶼電網(wǎng)，其中可再生能源加存儲(chǔ)已經(jīng)在價(jià)格上超越了進(jìn)口柴油。
其次，在這一成功的刺激下，許多公用事業(yè)公司、州和國(guó)家正在提高清潔能源的目標(biāo)。一旦某個(gè)司法管轄區(qū)正式承諾提供 100% 無碳電力，它就必須開始認(rèn)真考慮如何取代目前為可再生能源的起起落落提供靈活對(duì)應(yīng)的天然氣發(fā)電廠。這些政策通常優(yōu)先考慮清潔能源，但它們也可以被視為長(zhǎng)期存儲(chǔ)資產(chǎn)類別的市場(chǎng)創(chuàng)造工具。
鑒于這些進(jìn)展，我們將幸存的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)者聚集在一個(gè)方便的地方，沒有特定的順序。選擇標(biāo)準(zhǔn)包括：合理的技術(shù)；最近的投資；市場(chǎng)牽引力（按照慷慨的長(zhǎng)期曲線分級(jí)）；對(duì)于公司來說，也不會(huì)破產(chǎn)。將此頁面添加為書簽，十年后再回來看看我們做得如何。
中世紀(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)再次流行，那么為什么中世紀(jì)的存儲(chǔ)技術(shù)不呢？這種基于重力的概念以物理方式將水從低水庫移動(dòng)到高水庫，在需要時(shí)水從水庫下降以發(fā)電。據(jù)美國(guó)能源部稱，這一技術(shù)可以追溯到鋰離子電池全盛時(shí)期之前，并且仍然提供美國(guó)電網(wǎng)存儲(chǔ)量的 95%左右。
一旦建成，這些系統(tǒng)的存儲(chǔ)成本非常低，而且與世界上最大的電池相比，它們確實(shí)擁有大量的能量。問題在于，由于大型水基基礎(chǔ)設(shè)施的許可影響以及最近執(zhí)行大規(guī)模建設(shè)項(xiàng)目的困難，建造新的抽水蓄能電站極其困難。
新的抽水蓄能流派重點(diǎn)關(guān)注不會(huì)破壞河流生態(tài)系統(tǒng)的孤立水庫；這簡(jiǎn)化了審批流程，但項(xiàng)目仍面臨長(zhǎng)達(dá)十年的開發(fā)時(shí)間表和數(shù)十億美元的價(jià)格標(biāo)簽。
盡管如此，一些此類項(xiàng)目正在緩慢推進(jìn)。 蒙大拿州400 兆瓦的 Gordon Butte項(xiàng)目已獲得許可和財(cái)政支持；位于加利福尼亞州的 1,300 兆瓦 Eagle Mountain 擁有聯(lián)邦建造許可證，并得到 NextEra Energy 的支持。公用事業(yè)公司 Dominion Energy 正在弗吉尼亞州西南部開發(fā)一個(gè) 800 兆瓦、持續(xù)時(shí)間 10 小時(shí)的系統(tǒng)。
可再生能源的興起迫使人們重新審視這一舊技術(shù)。現(xiàn)在輪到抽水蓄能行業(yè)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)了。
2. 堆疊塊
如果您不使用電池或抽水，而是通過自動(dòng)化六臂機(jī)器人起重機(jī)來存儲(chǔ)剩余電力，將數(shù)千個(gè)專用的 35 噸重的巨石堆放在巴別塔式的塔中，然后在您使用時(shí)再次將它們放下來，會(huì)怎么樣？需要釋放電源嗎？
這是初創(chuàng)公司 Energy Vault 提出的一個(gè)頗具爭(zhēng)議性的問題，該公司是連續(xù)軟件企業(yè)家比爾·格羅斯 (Bill Gross) 的 Idealab 孵化器的衍生公司。
如果光滑的幻燈片決定了技術(shù)軍備競(jìng)賽，那么這家公司將統(tǒng)治該行業(yè)。這個(gè)想法源于對(duì)抽水蓄能重力存儲(chǔ)的迭代，但對(duì)其進(jìn)行了調(diào)整以適應(yīng)更大的地理多樣性并避免上述限制。格羅斯投入了其他行業(yè)已經(jīng)成熟的技術(shù)進(jìn)步——機(jī)器視覺、混凝土制造、起重機(jī)——并提出了一種完全原創(chuàng)的網(wǎng)格存儲(chǔ)混合物。
這一愿景為固定存儲(chǔ)技術(shù)初創(chuàng)公司帶來了有史以來最大的投資：去年夏天軟銀投資了 1.1 億美元。塔塔電力 (Tata Power)簽署了將于 2019 年提前安裝 35 兆瓦時(shí)的裝置，這表明了認(rèn)真客戶的興趣。
如果該系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)啟動(dòng)并運(yùn)行，Energy Vault 并沒有這么說。對(duì)于該領(lǐng)域的所有新技術(shù)來說，確定其在商業(yè)實(shí)踐中發(fā)揮作用至關(guān)重要。在這個(gè)行業(yè)中，稍微偏離標(biāo)準(zhǔn)操作實(shí)踐就會(huì)讓客戶和金融家感到不安，Energy Vault 需要做很多建立信任的工作。
3.液態(tài)空氣
Highview Power 不再認(rèn)為自己是一家初創(chuàng)公司。經(jīng)過 15 年的技術(shù)完善，這家英國(guó)公司已從試點(diǎn)轉(zhuǎn)向開發(fā)大型工廠。
該公司的機(jī)制冷卻空氣并將其儲(chǔ)存在加壓的地上儲(chǔ)罐中。壓縮設(shè)備和發(fā)電機(jī)來自成熟行業(yè)的成熟供應(yīng)鏈。這里的技術(shù)創(chuàng)新是將它們用于網(wǎng)格存儲(chǔ)。
Highview 的領(lǐng)導(dǎo)者意識(shí)到他們需要為早期項(xiàng)目自籌資金，以向市場(chǎng)展示他們的工作成果。為此，他們于 2 月份從住友重工 (Sumitomo Heavy Industries)籌集了 4600 萬美元。
4、地下壓縮空氣
幾十年來，人類一直在地下洞穴中儲(chǔ)存電力：德國(guó)亨托夫的一座工廠可追溯至 1978 年，阿拉巴馬州的麥金托什工廠于 1991 年開業(yè)。 但這些開創(chuàng)性項(xiàng)目未能掀起一股潮流。幾家初創(chuàng)公司嘗試改進(jìn)該技術(shù)，但均以失敗告終。
基本概念是利用多余的電力將壓縮空氣泵入合適的地下構(gòu)造，其作用就像一個(gè)巨大的儲(chǔ)罐。釋放壓縮空氣使工廠能夠在需要時(shí)重新發(fā)電。
但并不是每個(gè)人都在自己的后院擁有結(jié)構(gòu)理想的鹽丘。加拿大公司 Hydrostor 采用了不同的方法：將壓縮空氣泵入專門建造的洞穴或現(xiàn)有的洞穴（例如廢棄礦井），并用水維持壓力。 水使物體保持恒定壓力，并允許使用比傳統(tǒng)技術(shù)中通常使用的更小的腔體。 目標(biāo)是將壓縮空氣存儲(chǔ)從地質(zhì)限制中解放出來，同時(shí)借助從其他行業(yè)借來的設(shè)備最大限度地降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
Hydrostor 在加拿大擁有一個(gè)正在運(yùn)行的商業(yè)系統(tǒng)，并且正在完成澳大利亞的一個(gè)示范站點(diǎn)。去年秋天，該公司 又籌集了 3700 萬美元，用于開發(fā)一系列雄心勃勃的工廠。
5.液流電池
自從人們想到長(zhǎng)期存儲(chǔ)以來，液流電池就被認(rèn)為是有前途的，但這并沒有給它們?cè)谑袌?chǎng)上帶來很多優(yōu)勢(shì)。
這家典型的液流電池公司要么資不抵債，要么仍在渴望首次大規(guī)模商業(yè)部署。但許多液流電池科學(xué)家都非常信賴這項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)使液體電解質(zhì)循環(huán)，通過氧化還原反應(yīng)來充電或放電電子。
ESS 公司仍在致力于建設(shè)其第一個(gè)公用事業(yè)規(guī)模項(xiàng)目，但憑借其鐵流化學(xué)的優(yōu)勢(shì)，該公司于 11 月又籌集了 3000 萬美元。它以其活性成分使用廉價(jià)且豐富的材料而自豪。這與近年來在大宗商品市場(chǎng)上狂飆的釩流追隨者形成了鮮明對(duì)比。
從部署的系統(tǒng)數(shù)量來看，Avalon Batteries 可以說是最成功的釩流制造商，它找到了解決材料成本挑戰(zhàn)的方法。它制定了一項(xiàng)從礦業(yè)公司租賃釩的安排 ，這些公司希望為其產(chǎn)品找到新的市場(chǎng)。通過在工廠大規(guī)模生產(chǎn)交鑰匙系統(tǒng)，Avalon 已經(jīng)發(fā)貨了 160 塊液流電池，擺脫了手工建造飛行員的死胡同。這些系統(tǒng)本身的使用壽命并不長(zhǎng)，但它們?cè)诟咄繎?yīng)用中的循環(huán)壽命與鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)。
鑒于這一表現(xiàn)，Avalon很快將收購(gòu)英國(guó)流量公司 RedT，該公司進(jìn)行了商業(yè)創(chuàng)新，但遭受了長(zhǎng)期股價(jià)下跌和迫在眉睫的資本要求的困擾。
該交易帶來了新的投資，并表明液流電池并購(gòu)活動(dòng)可以在破產(chǎn)引發(fā)的甩賣之外進(jìn)行，標(biāo)志著該行業(yè)異常積極的發(fā)展。
