EdPorter是InvinityEnergySystems公司業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)，該公司致力于為商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、以及離網(wǎng)應(yīng)用場合供應(yīng)釩流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，該儲(chǔ)能系統(tǒng)既可以獨(dú)立部署，也可以與可再生能源(例如太陽能發(fā)電設(shè)施)配套部署。

能源生產(chǎn)從來不是一種單一的技術(shù)。天然氣、煤炭、核能、水力、太陽能、風(fēng)力等發(fā)電技術(shù)都對(duì)全球電力供應(yīng)做出了重大貢獻(xiàn)，并且根據(jù)各自的特點(diǎn)扮演著不同角色。

例如，核能發(fā)電供應(yīng)低碳的基本負(fù)荷，而天然氣發(fā)電通常可以滿足更靈活的峰值電力需求，但碳排放更高?？稍偕茉窗l(fā)電曾經(jīng)是一種只能供應(yīng)高價(jià)補(bǔ)貼的選擇，現(xiàn)在被認(rèn)為是未來發(fā)電產(chǎn)品組合中一種低成本和低碳的能源技術(shù)。

儲(chǔ)能市場也不例外?？紤]到各種技術(shù)要求和市場設(shè)計(jì)使電網(wǎng)能夠有效運(yùn)行，因此并不會(huì)有一種萬能的技術(shù)解決方法。但是儲(chǔ)能市場的專業(yè)化要供應(yīng)更加經(jīng)濟(jì)的最佳解決方法。

在未來的電網(wǎng)場景中儲(chǔ)能部署持續(xù)上升并將會(huì)出現(xiàn)細(xì)分

Porter指出，未來儲(chǔ)能市場將會(huì)出現(xiàn)細(xì)分的情況，而不是一刀切的局面，這將受到多種因素的驅(qū)動(dòng)，其中包括：技術(shù)類型、使用期限、保修限制、控制系統(tǒng)、融資結(jié)構(gòu)以及運(yùn)營策略。推動(dòng)這一細(xì)分的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素要為不同的應(yīng)用場景供應(yīng)不同的儲(chǔ)能產(chǎn)品，而一旦部署，將會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分。

如今人們可以看到這一點(diǎn)，例如在天然氣發(fā)電領(lǐng)域就有廣泛的解決方法，從往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)到聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)(CCGTs)。在這些競爭解決方法中進(jìn)行選擇是在部署時(shí)根據(jù)其特定目的進(jìn)行的。在其工作壽命期間，每臺(tái)發(fā)電機(jī)都以最低成本滿足市場要求。儲(chǔ)能系統(tǒng)也是如此。早期部署的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將在同一市場上與更新的儲(chǔ)能系統(tǒng)競爭，它們具有不同的化學(xué)成分、保修和操作策略。顯而易見，在未來的電網(wǎng)方法中，儲(chǔ)能產(chǎn)品將隨著部署的上升出現(xiàn)細(xì)分。

隨著英國氣候變化委員會(huì)(CCC)(為英國政府供應(yīng)咨詢服務(wù)的一個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu))等組織強(qiáng)調(diào)要抓住機(jī)會(huì)，將冠狀病毒疫情危機(jī)轉(zhuǎn)化為更廣泛的能源轉(zhuǎn)型中的一種積極向好的力量，而其制定的凈零目標(biāo)正在推動(dòng)人們朝著高可再生能源滲透的全球能源體系邁進(jìn)。在未來五到十年內(nèi)，太陽能發(fā)電設(shè)施部署速度的提高將從根本上改變整個(gè)市場的動(dòng)態(tài)。

Porter表示，儲(chǔ)能部署面對(duì)兩大機(jī)遇

儲(chǔ)能部署的第一個(gè)機(jī)遇是可以存儲(chǔ)電網(wǎng)中越來越多的可再生能源發(fā)電量。簡而言之，假如繼續(xù)部署低成本的太陽能發(fā)電設(shè)施或風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，這意味著經(jīng)常有多余的電能時(shí)，那么某些儲(chǔ)能技術(shù)可以通過以非常低的成本來存儲(chǔ)電力而受益。

此處的關(guān)鍵特性是儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠在數(shù)周或數(shù)月內(nèi)轉(zhuǎn)移大量能量的能力。充放電次數(shù)減少意味著該儲(chǔ)能解決方法的構(gòu)建成本必須非常低廉，但每個(gè)充放電周期成本(包括效率損失)會(huì)更高諸如氫儲(chǔ)能或壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)之類的電力多元化轉(zhuǎn)換(power-to-x)技術(shù)將會(huì)發(fā)揮重要用途。

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以很好地利用這一機(jī)會(huì)，盡管更可能是通過數(shù)小時(shí)、幾天而不是幾周來轉(zhuǎn)移能量。此外，由于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)更容易在現(xiàn)場部署，更加有可能被用來解決削減峰值需求問題，特別是在用戶側(cè)應(yīng)用和離網(wǎng)站點(diǎn)。

各種電池儲(chǔ)能技術(shù)之間的差別(例如鋰離子電池與液流電池)將取決于這些儲(chǔ)能解決方法的特性，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可能會(huì)在較低的充放電頻率上占主導(dǎo)地位，而資本支出和效率是最重要的因素，而液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在充放電容量和每千瓦時(shí)交付成本最低的情況下占主導(dǎo)地位。關(guān)于電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，來說液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將以更高的充放電策略對(duì)電能進(jìn)行調(diào)度，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)用于更高功率、充放電次數(shù)更低的儲(chǔ)能應(yīng)用中。

儲(chǔ)能部署的第二個(gè)機(jī)遇是取代化石燃料能源設(shè)施在供應(yīng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性方面的用途。在本質(zhì)上，所需的輔助服務(wù)和平衡范圍很廣，每種儲(chǔ)能技術(shù)的特性將使其適合于不同的應(yīng)用程序。例如，考慮頻率控制。

有兩種不同但互補(bǔ)的服務(wù)類型適合不同的儲(chǔ)能技術(shù)：

(1)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)應(yīng)用場景要儲(chǔ)能系統(tǒng)的高利用率，這意味著要進(jìn)行不斷供應(yīng)電力以保持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定。該應(yīng)用場景適用于可支持高吞吐量而不會(huì)降低性能的液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

(2)另一方面，動(dòng)態(tài)控制要快速響應(yīng)以糾正電力系統(tǒng)頻率。這使得電池儲(chǔ)能系統(tǒng)必須待命，但這種情況很少發(fā)生，而這是鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的理想應(yīng)用場合。

市場發(fā)展和細(xì)分以滿足需求

Porter表示，考慮到這些因素，假如圍繞儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)放電時(shí)間和放電頻率對(duì)不同的技術(shù)進(jìn)行細(xì)分，那么未來的儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)可以通過以下方式來思考，如下圖所示：

該圖表概括了不同儲(chǔ)能技術(shù)在未來的儲(chǔ)能技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中的適用范圍

與風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電成本的降低類似，尤其是鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本已經(jīng)大幅下降。鋰離子電池儲(chǔ)能解決方法目前在每年部署的裝機(jī)容量(不包括抽水蓄能)中占主導(dǎo)地位，但只在鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)適合使用的情況下。其他儲(chǔ)能技術(shù)也開始迅速降低成本，并開始揭示鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并不適用于一些領(lǐng)域。

為了幫助實(shí)現(xiàn)零凈能的目標(biāo)，儲(chǔ)能系統(tǒng)面對(duì)三個(gè)重要挑戰(zhàn)

第一個(gè)挑戰(zhàn)是在當(dāng)前市場上對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的偏向。開發(fā)商、投資商、資產(chǎn)所有者都意味到新技術(shù)正在興起，但可能會(huì)傾向于采用他們所了解的能夠帶來合理回報(bào)的技術(shù)。這顯然是正確的，因?yàn)閮?chǔ)能市場是在用戶需求和成熟技術(shù)的交匯處發(fā)展的。

如今的儲(chǔ)能市場大多數(shù)是針對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此非常適合鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。計(jì)劃在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮用途的公司必須展望未來，確定當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)無法完全滿足的需求，并開始部署解決方法，其能力將會(huì)彌合這些差距，并為未來供應(yīng)一個(gè)清潔、可靠、經(jīng)濟(jì)的電力市場。

第二個(gè)挑戰(zhàn)是缺乏支持部署電網(wǎng)規(guī)模能源項(xiàng)目的業(yè)務(wù)模式以及融資、保險(xiǎn)、擔(dān)保、計(jì)劃以及法律結(jié)構(gòu)方面的標(biāo)準(zhǔn)化。這種標(biāo)準(zhǔn)化一直是風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電項(xiàng)目廣泛部署的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力之一。這將加快儲(chǔ)能系統(tǒng)的采用速度。

第三個(gè)挑戰(zhàn)是全球和國家層面的巨大政策差異，給儲(chǔ)能項(xiàng)目帶來了不平衡的競爭環(huán)境，給投資商帶來了不確定性。人們看到市場和監(jiān)管機(jī)構(gòu)之間存在巨大的地域分化。其中一些與當(dāng)?shù)厥袌鰲l件的差異有關(guān)(例如豐富的太陽能或水力發(fā)電)。但是有時(shí)也希望符合歷史規(guī)范或政府支持。這些障礙應(yīng)予以消除，特別是在技術(shù)層面上。

更好地了解未來發(fā)展

儲(chǔ)能發(fā)展前進(jìn)的道路在于直面這些挑戰(zhàn)。通過識(shí)別現(xiàn)有市場的機(jī)會(huì)，采用儲(chǔ)能新技術(shù)可以提高績效，從而緩解對(duì)當(dāng)前市場的偏見，并為新的市場規(guī)則利用新興技術(shù)鋪平道路。

標(biāo)準(zhǔn)化要由市場推動(dòng)，隨著項(xiàng)目資金的到位和技術(shù)的進(jìn)步。從政策的角度來看，儲(chǔ)能市場要采取可管理和有競爭力的步驟來進(jìn)一步采用，從而供應(yīng)一個(gè)穩(wěn)定的投資環(huán)境，在這種環(huán)境中可以開發(fā)大規(guī)模、長期和盈利的儲(chǔ)能項(xiàng)目。

簡而言之，可再生能源的廣泛應(yīng)用比許多人預(yù)期的要快得多。儲(chǔ)能系統(tǒng)是支持低成本可再生能源發(fā)電的初始途徑，同時(shí)保持了現(xiàn)有電網(wǎng)的可靠性和成本效率。為了發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的全部潛力，將要基于成熟技術(shù)的、具有多種技術(shù)特點(diǎn)的儲(chǔ)能解決方法。

關(guān)于那些以電力市場為基礎(chǔ)的開發(fā)商、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)運(yùn)營商來說，現(xiàn)在正是采用解決方法和基于市場的激勵(lì)措施的時(shí)候，并將更快實(shí)現(xiàn)更加清潔電網(wǎng)目標(biāo)。