在10月份在蒙特雷附近的蒙特雷附近建设中的莫斯登陆电池储存项目。视频的11月计量

在增强可再生能源中,网格级电池存储正在上升

在技术进步的推动下,设施中的存储系统能够容纳足够的可再生能源,为数十万家庭提供电力。“大电池”技术的出现解决了绿色能源的一个关键挑战——风能和太阳能的间歇性。

莫斯着陆电厂的两个烟囱耸立在蒙特利湾。沿着风景如画的北加州海岸绵延数英里,500英尺高的柱子顶着曾经是加州最大的发电站——一个巨大的天然气发电机。如今,随着加州稳步推进经济脱碳,这些堆被闲置,工厂也基本上被封存了。相反,这个地方即将开始新的生活,成为世界上最大的电池,在太阳能板和风力发电场发电时储存多余的能量,不发电时将其馈入电网。

在一个巨大的涡轮建筑内,一个300兆瓦的锂离子电池目前正在准备操作,还有另一个吗100兆瓦电池2021年上线。它们一起可以释放足够的电力来提供大致的能量300,000家加利福尼亚州根据项目开发商的说法,在晚上,热浪和其他时代,在能量需求超出供应时,举行四小时Vistra能源

这并不是即将在莫斯兰丁工厂投入使用的唯一超大电池。一个额外的182.5兆瓦256年由特斯拉megapack电池将开始在加州电网2021年中期,计划最终在网站添加足够的容量能力每个家庭在旧金山附近的六个小时,据湾区效用,太平洋燃气及电力,将拥有和操作系统。在加州的其他地方,一个250兆瓦的存储项目今年上线圣地亚哥,建筑已经开始在附近的150兆瓦系统上旧金山在美国,一个100兆瓦的电池项目已接近完成长滩,其他一些在国家的各种发展阶段。

加利福尼亚目前是部署大容量电池的全球领导者。

通过陡峭的价格和技术进步驱动,允许电池存储更大的能量,网格规模系统在美国和世界各地的记录中看到了创纪录的增长。许多收益都是汽车行业竞赛的溢出效果,为电动汽车构建更小,更便宜,更强大的锂离子电池。在美国,国家清洁能源授权,以及与太阳能装置配对的存储系统的税收激励,也在发挥重要作用。

加州目前在平衡电网中可再生能源的间歇性与高容量电池的努力中处于全球领先地位。但世界其他地区正在迅速效仿。最近宣布的计划从409兆瓦系统到南佛罗里达到附近一座320兆瓦的电厂伦敦,英国到一个200兆瓦的设施立陶宛一个112兆瓦的单元智利

大规模部署储能系统可能会克服可再生能源面临的最大障碍之一——太阳能或风力发电时供大于求,而太阳下山或风力减弱时供大于求。支持者表示,通过消除供需失衡,电池可以取代化石燃料的“峰值”工厂,这些工厂在能源需求飙升时每天只运行几个小时。专家表示,广泛的能源储存是扩大可再生能源覆盖范围和加快向无碳电网过渡的关键。

“能源储存实际上是通向清洁能源未来的真正桥梁,”该研究所执行主任伯纳黛特·德尔·基亚罗(Bernadette Del Chiaro)说加州太阳能和储能协会

法国第戎附近Fontenelle的一个电池储存设施。

法国第戎附近Fontenelle的一个电池储存设施。PHILIPPE DESMAZES/法新社,盖蒂图片社

未来到达的速度有多恰好取决于成本如何继续下降。美国公用事业级电池储存的价格标签已暴跌,据此,降低了2015年和2018年之间的近70%。美国能源情报署。这种尖锐的价格下降已经通过锂离子电池化学的进步实现了显着提高的性能。电力容量已迅速扩展,电池可以在较长较长的时间内存储和放电能量。市场竞争和电池产量上升也发挥了重要作用;U.S.的投影国家可再生能源实验室预计在2018年至2030年期间,锂离子电池的中档成本将额外下降45%。

“我们几乎完全依靠锂离子电池技术的增长,而这主要是由电动汽车和消费电子产品驱动的,”福特汽车市场应用总监雷•霍恩斯坦(Ray Hohenstein)表示影响,一个带存储项目的能量存储技术提供商,总共包括近1只Gigawatt(1000兆瓦)在加利福尼亚州的一年内举办。Hohenstein说,为这些应用程序投入研究的资金正在推动董事会的成本。“就像我们用太阳能电池板看到的那样。”

在加州,不断下跌的电池价格,加上该州积极推动到2045年建成无碳电网,导致了大量的储能项目。2013年的一项法案设定了到2020年为国家电网提供13.25亿瓦存储的目标。据《中国日报》报道,随着15亿千瓦的项目获得批准——包括迄今为止安装的超过500兆瓦——这一目标已经超过加利福尼亚州公用事业委员会。虽然没有精确的数据,但加利福尼亚需要多少钱将需要满足其无碳目标 - 这金额取决于未来的技术组合,能源使用和其他变化因素 - 一些分析至少估计至少30吉瓦瓦斯到2045年,将需要公用事业规模的存储。

今年到目前为止,美国已经安装了创纪录的12亿瓦的存储设备。

莫斯兰丁项目将于2021年年中全面投入运营,届时加州的储能量将增加一倍以上。其他几个州现在也开始了重大的能源储存项目。其中包括纽约的316兆瓦Ravenswood该项目将能够为超过25万户家庭提供至多8小时的电力,取代位于纽约市皇后区的两座天然气高峰发电厂。和409兆瓦海牛计划为南佛罗里达州计划的系统将由邻近的太阳能厂收费。由佛罗里达电力和光线吹捧为世界上最大的太阳能电池系统,该设施将取代两个老化的天然气燃烧单位。

全国范围内,记录1.2 Gigawatts.据Wood Mackenzie是一家自然资源研究和咨询公司,根据Wood Mackenzie的说法,今年迄今为止已经安装了存储。该数字预计将在未来五年内急剧跳跃,2025年上升至近7.5千兆瓦。凯莉讲话 - 退缩伙伴,首席执行官美国储能协会他说,2020年电池容量增加了一倍,如果不是因为Covid-19大流行造成的建筑放缓,可能还会增加两倍。

尽管欧洲在可再生能源发展方面处于领先地位,但在储能方面的进展却比较缓慢。IDTechEx是一家英国市场研究公司,专门研究新兴技术。该公司的分析师Daniele Gatti说:“总的来说,欧洲有点保守。”欧洲的储能开发一直受到电力市场限制的阻碍,电力市场由政府拍卖主导,往往低估储能的价值。尽管如此,一些大型电池项目现在已经成形,包括320兆瓦的电池网关系统建在伦敦附近的新港口设施。

Hornsdale Power Reserve是位于南澳大利亚州的一个100兆瓦电池储存设施。

Hornsdale Power Reserve是位于南澳大利亚州的一个100兆瓦电池储存设施。信贷:特斯拉

Gatti预计,全球能源储存将迅速增长,未来10年将达到1.2太瓦(1.2吉瓦)。主要参与者包括澳大利亚,该国在2017年成为第一个在电网上安装100兆瓦大型电池储能的国家Hornsdale储备力量现在正计划在附近再增加300兆瓦维多利亚。新系统将派出各国的电力根据需要的基础,最大限度地提高现有输电基础设施的效率,并减少建设新线路的需求,因为这些线路大部分时间都处于闲置状态。类似的项目正在加紧进行德国在其他地方,这凸显了电池作为传输工具的新兴角色。

沙特阿拉伯刚刚宣布计划在该国西海岸拥有巨大的太阳能加储存系统,超越莫斯登陆的站立作为全球最大的电池。该设施将在时钟内提供100%的可再生能源,到达50家酒店的度假胜地和1,300家沿着红海建造的房屋。

最近有一个报告结论是,美国大多数化石燃料电厂将达到2035年的工作寿命结束,专家们表示,工业规模能源储存的快速增长的时间是在手手的时候。Yiyi Zhou Zhou Zhou Zhou彭伯格Nef表示,可再生能源与电池储存相结合,已经成为建设新的气峰厂的经济上可行的替代品。与储存的配对发电尤其适用于太阳能,这通常跟随可预测的日常模式。在美国,联邦的成本也得到了帮助投资税收抵免该法案规定,对新安装的太阳能设备给予30%的退税。他说,事实上,随着越来越多的太阳能进入电网,燃气电厂的运营成本实际上也在上升。

可再生能源电池的规模已开始达到足以取代中型天然气发电机的水平。

“这主要是因为现在由于太阳能的渗透,他们被迫断断续续地骑行,”周说。“这增加了磨损,缩短了它们的寿命。”

Hohenstein说,电池甚至开始达到大约200兆瓦的尺寸 - 大约200兆瓦左右 - 左右,可以更换小于中型天然气发电机。“现在我们能够真正建立这些混合资源 - 太阳能,储存,风 - 以及传统上由化石燃料发电厂完成的工作,”Hohenstein说,他的公司看到这类大型项目的兴趣激增。

国家可再生能源实验室的能源分析师韦斯利·科尔(Wesley Cole)说,增加存储也使可再生能源更具利润。科尔说:“可再生能源的挑战之一是,你投入电网的越多,价值下降的就越多。”储存有助于解决这一问题,它吸收了原本会在用电需求较低的中午损失掉的多余能量,并将其转移到更有价值的时间。

虽然储能技术在加州等高价值市场蓬勃发展,但电池价格仍需进一步下调,才能实现全球大规模部署。在美国,支持者希望即将上台的拜登政府将推行更有利的能源政策,包括延长投资税收抵免——商业太阳能系统的税收抵免将降至10%,2022年住宅太阳能系统的税收抵免将终止——并将这一优惠扩大到独立存储。

然而,即使没有进一步的激励措施,分析师们也乐观地认为,电池价格最终将降至足够低的水平,用于广泛的储能使用。

科尔说:“我们认为,在我们所预见的每一个未来,存储都将成为一个重要的参与者。”“而且不只是一两吉瓦……而是几千万到几千万瓦。”