今年是非電池儲(chǔ)能的突破之年，抽水蓄能、電轉(zhuǎn)氣和蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)都取得了重大進(jìn)展。許多行業(yè)參與者正從試點(diǎn)項(xiàng)目轉(zhuǎn)向合同項(xiàng)目，這將進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模、降低成本。

　　抽水蓄能

　　抽水蓄能是一種久經(jīng)考驗(yàn)的長(zhǎng)期蓄能技術(shù)，它利用電力將水從下游水庫(kù)或湖泊抽到上游水庫(kù)。當(dāng)電力需求高時(shí)，水從上游水庫(kù)流下，為水力發(fā)電渦輪提供動(dòng)力。

　　閉環(huán)抽水蓄能使用兩個(gè)人工水庫(kù)，與自然水體沒(méi)有連接。根據(jù)蒙大拿州和亞利桑那州的項(xiàng)目規(guī)劃，一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)可以產(chǎn)生8至10小時(shí)的電力，并通過(guò)向山上抽水10至14小時(shí)進(jìn)行儲(chǔ)能。

　　美國(guó)有27個(gè)獲批的抽水蓄能項(xiàng)目，分布在16個(gè)州，總發(fā)電量達(dá)18.8GW，其中大部分項(xiàng)目至少有30年的歷史。然而，還有一個(gè)強(qiáng)大的規(guī)劃項(xiàng)目：聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(Federal Energy Regulatory Commission)已經(jīng)批準(zhǔn)了20GW新產(chǎn)能的初步許可，另外還有19GW正在申請(qǐng)中。

　　在美國(guó)可能有更多可行的抽水蓄能點(diǎn)，因?yàn)槿蚬烙?jì)有50萬(wàn)個(gè)抽水蓄能點(diǎn)在技術(shù)上是合適的，這意味著它們有可能成為高、低水庫(kù)的所在地。

　　抽水蓄能的成本很低，可能是因?yàn)樗挥幸粋€(gè)模塊組件——可逆水輪機(jī)。所有其他費(fèi)用都是根據(jù)具體地點(diǎn)而定的，從工程、運(yùn)土、到建造包含渦輪機(jī)的廠(chǎng)房。

　　一項(xiàng)成本預(yù)測(cè)得出結(jié)論，抽水蓄能與鋰離子電池相比，具有更有利的融資成本。

　　哥本哈根基礎(chǔ)設(shè)施合作伙伴公司(Copenhagen Infrastructure Partners)似乎支持這一評(píng)估，因?yàn)樵摴救ツ晗奶煸诿纱竽猛顿Y了一個(gè)400MW的抽水蓄能項(xiàng)目。該項(xiàng)目已獲得施工和運(yùn)營(yíng)許可證，可能于明年開(kāi)始施工。

抽水蓄能電站

　　電力制氫(或其他燃料)

　　電力制氫是另一項(xiàng)成熟的技術(shù)，至少對(duì)小規(guī)模的安裝來(lái)說(shuō)是這樣。電解產(chǎn)生的氫可以?xún)?chǔ)存起來(lái)，然后通過(guò)燃料電池發(fā)電。這是一種潛在的長(zhǎng)期能量存儲(chǔ)選擇。

　　在過(guò)去的一年里，至少有三家小型工業(yè)裝置已經(jīng)宣布投入使用，它們都使用質(zhì)子交換膜(PEM)電解技術(shù)，通過(guò)太陽(yáng)能或風(fēng)能將水電解成氫和氧來(lái)生產(chǎn)“綠色”氫。產(chǎn)生的氫可以?xún)?chǔ)存在壓力容器中，等待在燃料電池中使用。由于儲(chǔ)氫與電解槽單元是分開(kāi)的，對(duì)于給定的電解槽系統(tǒng)，儲(chǔ)氫容量沒(méi)有技術(shù)上的限制。

　　雖然PEM和其他電解技術(shù)已經(jīng)成熟，但實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。氫技術(shù)可能需要在一系列市場(chǎng)上擴(kuò)大立足點(diǎn)，擴(kuò)大規(guī)模并降低成本，然后才能成為具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)能選擇。

　　這一擴(kuò)大規(guī)模的進(jìn)程已經(jīng)開(kāi)始。去年2月，Hydrogenics Corp.(水吉能)宣布計(jì)劃在加拿大為液化空氣公司建造一個(gè)20MW的PEM電解系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)，該系統(tǒng)被稱(chēng)為世界上最大的電解氫項(xiàng)目，每年的氫氣產(chǎn)量約3000噸。

　　同樣是在去年2月，挪威氫氣公司Nel ASA的一個(gè)部門(mén)宣布了一份在瑞士的30MW電解槽項(xiàng)目的框架合同。該項(xiàng)目將從一個(gè)2MW的集裝箱式PEM電解槽開(kāi)始，并將氫賣(mài)給Hydrospider公司(Hydrospider是H2 Energy的子公司)，用于計(jì)劃中的燃料電池卡車(chē)車(chē)隊(duì)。

　　最后，ITM Power公司在德國(guó)宣布了一個(gè)10MW的PEM電解槽，并設(shè)計(jì)了一個(gè)100MW的系統(tǒng)——據(jù)ITM Power公司報(bào)告，潛在工業(yè)客戶(hù)對(duì)該系統(tǒng)的興趣越來(lái)越大。ITM報(bào)告稱(chēng)，目前電解槽的成本低于每千瓦800歐元，到本世紀(jì)20年代中期將降至每千瓦500歐元以下。

　　展望未來(lái)，荷蘭的一個(gè)行業(yè)和學(xué)術(shù)團(tuán)體已經(jīng)設(shè)定了建造一個(gè)吉瓦級(jí)電解廠(chǎng)的目標(biāo)。他們的目標(biāo)是到2025年或2030年生產(chǎn)綠色氫，成本約為3.5億歐元。

　　另一種可能的儲(chǔ)存方法是使用綠色氫來(lái)制造氨。日本的JGC公司已經(jīng)報(bào)道了一種將氫轉(zhuǎn)化為氨的有效方法，這種方法隨后可以用來(lái)發(fā)電。JGC認(rèn)為，在安全性和成本效益方面，它比氫氣更有優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)電解可以從水中獲得氫氣

　　蓄熱儲(chǔ)能

　　蓄熱儲(chǔ)能的一個(gè)著名應(yīng)用是熔鹽儲(chǔ)能，通常與亞利桑那州的索拉納聚光太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)有關(guān)。熱能用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。然而，蓄熱還包括其他的蓄熱方式，也包括蓄“冷”。

　　2018年6月，總部位于英格蘭的Highview Power公司開(kāi)始在曼徹斯特附近運(yùn)營(yíng)一個(gè)5MW的低溫儲(chǔ)能試點(diǎn)設(shè)施。該技術(shù)使用電力將空氣在-320?F的低溫中液化，并將其儲(chǔ)存在絕熱的低壓罐中，隨后將液態(tài)空氣暴露在環(huán)境溫度下，快速再氣化，將其擴(kuò)大到液態(tài)體積的700倍，為渦輪提供動(dòng)力。

　　Highview Power估計(jì)，對(duì)于一個(gè)200MW/2GWh(10小時(shí))的系統(tǒng)，平均成本為140美元/MWh。類(lèi)似的項(xiàng)目正在進(jìn)行中。例如，去年7月，Highview Power宣布與總部位于內(nèi)布拉斯加州的Tenaska Power Services公司簽署了一項(xiàng)合同，在兩年內(nèi)幫助美國(guó)開(kāi)發(fā)4GWh的低溫儲(chǔ)能工廠(chǎng)。

Highview Power的低溫儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　蓄冷可以替代發(fā)電，從而改變電力需求，尤其是在夏季的太陽(yáng)能發(fā)電高峰時(shí)段，冷氣可以用于空調(diào)。

　　根據(jù)與南加州愛(ài)迪生公司(SCE)的合同，總部位于加利福尼亞的Ice能源公司目前正在安裝1200套冰能源系統(tǒng)。這些系統(tǒng)將集中控制，以管理高峰需求和負(fù)荷轉(zhuǎn)移。

　　西門(mén)子Gamesa提供了一種所謂的具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)：電熱儲(chǔ)能。用電力來(lái)加熱存儲(chǔ)在一個(gè)絕緣容器中的火山巖，使其達(dá)到600°C的高溫。隨后，熱能通過(guò)傳統(tǒng)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)45%的往返效率。這家公司表示，該技術(shù)可以用于改造已退役的化石燃料發(fā)電廠(chǎng)，并計(jì)劃在今年晚些時(shí)候開(kāi)始運(yùn)行一個(gè)試點(diǎn)設(shè)施。

　　展望未來(lái)

　　過(guò)去一年的儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展表明，電池存儲(chǔ)并不是唯一的出路。其他能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)能的技術(shù)也在進(jìn)步。成本預(yù)測(cè)已開(kāi)始公諸于眾，這些技術(shù)應(yīng)在未來(lái)得到更多的關(guān)注。

　?。ㄔ膩?lái)自：全球能源 新能源網(wǎng)綜合）