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如今，很多行業用戶越來越關注長時儲能技術和應用，而加利福尼亞州正在計劃部署更多的長時儲能系統。

研究表明(ming)，長時儲(chu)(chu)能(neng)(neng)實施是能(neng)(neng)源轉型中(zhong)至關重(zhong)要(yao)(yao)的部(bu)分。長時儲(chu)(chu)能(neng)(neng)在清潔能(neng)(neng)源技術的宣傳中(zhong)一(yi)直占據著主要(yao)(yao)位(wei)置。事實證明(ming)，其(qi)帶來的吸(xi)引力比能(neng)(neng)源區(qu)塊鏈還(huan)要(yao)(yao)持久，并且與(yu)綠色氫能(neng)(neng)相比，長時儲(chu)(chu)能(neng)(neng)實現商業化運營更加現實可行(xing)。

行業(ye)專家(jia)指出，長(chang)時儲能(neng)技(ji)術可(ke)以替(ti)代(dai)燃(ran)煤發(fa)電(dian)(dian)和(he)天然氣峰(feng)值發(fa)電(dian)(dian)廠(chang)，并(bing)將間(jian)歇性可(ke)再生能(neng)源(yuan)轉化為(wei)全(quan)天候發(fa)電(dian)(dian)資(zi)源(yuan)，并(bing)為(wei)無碳電(dian)(dian)網鋪平(ping)道路(lu)。

但是，除(chu)了行業(ye)專家的(de)預測(ce)之外，對(dui)于(yu)長時儲能(neng)來說很難(nan)找到一個一致的(de)定義。

這種(zhong)情況現在開始改變。加利福尼亞(ya)州的一個(ge)社區選擇聚合(he)商聯盟在10月15日發(fa)布了針對部署長(chang)時(shi)儲(chu)能(neng)項目(mu)要(yao)求。并指出(chu)符合(he)條件長(chang)時(shi)儲(chu)能(neng)系(xi)統必須：

裝機容量為50MW或更高。

持續放電時間為8小時或或更長時間。

到2026年需要投入運營。

長時儲能(neng)涵蓋了一(yi)系列技術，其中包(bao)括抽水蓄能(neng)、重(zhong)力儲能(neng)、壓縮(suo)空氣儲能(neng)、液流(liu)電池(chi)、綠色氫能(neng)，以及目前在市(shi)場領先的鋰離子電池(chi)儲能(neng)系統。

為什么要關心儲能系統的持續放電時間？

風力發電(dian)(dian)和太陽能發電(dian)(dian)是全球增長最快的(de)電(dian)(dian)力來源，但這些電(dian)(dian)力只(zhi)在在特定時間(jian)產生(sheng)，而儲能系統可以(yi)使這些電(dian)(dian)力轉移到(dao)其(qi)他時間(jian)段使用。

當今儲能(neng)(neng)容量(liang)最大(da)的儲能(neng)(neng)資(zi)源(yuan)是抽水(shui)蓄能(neng)(neng)設施(shi)，這一技術(shu)利用可再生能(neng)(neng)源(yuan)產生的電(dian)力(li)將水(shui)泵(beng)送到上(shang)游水(shui)庫中，然后在需要時將水(shui)釋放到下(xia)游發電(dian)。但是，由(you)于地(di)理(li)位(wei)置和環保限制，抽水(shui)蓄能(neng)(neng)項(xiang)目很難選址和建造。

近年來，鋰離子電(dian)池(chi)儲能系(xi)統主導(dao)了儲能市場(chang)。但是很(hen)少能夠提供超過4小(xiao)時(shi)的(de)持續放(fang)(fang)電(dian)時(shi)間，從技術上講，電(dian)池(chi)儲能系(xi)統可以配置更(geng)長的(de)持續放(fang)(fang)電(dian)時(shi)間，但在當今市場(chang)動態下，其(qi)電(dian)池(chi)成本通常要(yao)高于帶來的(de)價值。

雖然“更(geng)長(chang)的持續放電(dian)(dian)時間”將重(zhong)點放在儲能容量(liang)上，但其存(cun)儲技(ji)術和組件同樣(yang)重(zhong)要(yao)。長(chang)時儲能技(ji)術必須以低廉的成本實現這(zhe)一點，這(zhe)意味著需(xu)要(yao)比(bi)鋰離(li)子電(dian)(dian)池更(geng)具成本效益。如(ru)果沒有(you)，那么采用的長(chang)時儲能技(ji)術就沒有(you)多(duo)大的價值。

在當今的(de)電力(li)市(shi)場(chang)(chang)系統(tong)中，開發(fa)(fa)商很(hen)難找到(dao)可(ke)以獲利和應用的(de)低(di)成本的(de)長(chang)時儲(chu)能(neng)系統(tong)。分析人士認為(wei)，隨著電力(li)生產(chan)中間歇性可(ke)再生能(neng)源發(fa)(fa)電的(de)比例更(geng)高(gao)，長(chang)時儲(chu)能(neng)將(jiang)變得(de)更(geng)加重要。這就是加利福尼亞此次項目采購具有里程碑意義的(de)原因：為(wei)部署長(chang)時儲(chu)能(neng)系統(tong)提供市(shi)場(chang)(chang)機遇(yu)，然(ran)后將(jiang)為(wei)其(qi)技術確立市(shi)場(chang)(chang)價值(zhi)，并展示(shi)長(chang)時儲(chu)能(neng)系統(tong)已經為(wei)可(ke)再生能(neng)源發(fa)(fa)展的(de)黃金(jin)時期的(de)到(dao)來做好了準(zhun)備。

壓縮空(kong)氣儲能(neng)廠(chang)商Hydrostor公司總裁Jon Norman說，“我們(men)正(zheng)在參與(yu)社區選擇聚合商采購(gou)，并將這(zhe)個招標項目表示(shi)強烈支持，因為我們(men)認(ren)為，電力市場正(zheng)在迅(xun)速(su)轉(zhuan)移到對于(yu)長(chang)時儲能(neng)的需求，特(te)別是在可再生能(neng)源普及率很高且化石燃料發電廠(chang)退役的地區。”

這(zhe)個(ge)采購項目計劃在2026年前完成，這(zhe)為長時(shi)儲能技術提供(gong)了一些發展成熟和技術進步的時(shi)間，即(ji)使更多的可(ke)再生能源加(jia)入了加(jia)州的電網。

水性(xing)鋅電(dian)池初創(chuang)廠(chang)商Form Energy公(gong)(gong)司聯(lian)合創(chuang)始人Mateo Jaramillo說，“在(zai)(zai)未(wei)來(lai)6年期間內(nei)，市場情(qing)況(kuang)會有很(hen)大不(bu)同。”他(ta)表示(shi)，Form公(gong)(gong)司正在(zai)(zai)了解加利福(fu)尼亞的(de)項(xiang)目招標(biao)(biao)要求，并計劃(hua)作為開發商或技術(shu)供(gong)應商參與投標(biao)(biao)。

長時儲能需要多長時間？

各種儲(chu)(chu)能技術(shu)廠商都聲稱其(qi)儲(chu)(chu)能技術(shu)是(shi)長時(shi)儲(chu)(chu)能。一些初創公司將他們推出的(de)(de)4小(xiao)時(shi)儲(chu)(chu)能產品(pin)稱之為長時(shi)儲(chu)(chu)能系統(tong)，但(dan)通常(chang)是(shi)難(nan)以讓人信服的(de)(de)宣(xuan)傳和營銷(xiao)措施。鋰(li)(li)離(li)子(zi)電(dian)池儲(chu)(chu)能系統(tong)在(zai)4小(xiao)時(shi)儲(chu)(chu)能應用中與其(qi)他未經驗(yan)證的(de)(de)儲(chu)(chu)能替(ti)代方案相(xiang)比更具成本效益。毫不奇怪，在(zai)這(zhe)段時(shi)間內，試圖挑(tiao)戰鋰(li)(li)離(li)子(zi)電(dian)池的(de)(de)科技初創公司往(wang)往(wang)會遭遇失敗。

低(di)溫壓縮空氣儲(chu)(chu)能廠商Highview Power公司首席執行官Javier Cavada以一(yi)種更具目標導向性的方式(shi)定義(yi)了長時(shi)(shi)儲(chu)(chu)能。他指(zhi)出，“存(cun)儲(chu)(chu)可(ke)再生(sheng)能源電力并(bing)且(qie)持續放電時(shi)(shi)間(jian)長達(da)24小時(shi)(shi)以上(shang)的儲(chu)(chu)能系統”才(cai)是真正意義(yi)上(shang)的長時(shi)(shi)儲(chu)(chu)能。

另一方面(mian)，總部(bu)位于馬薩諸塞州(zhou)的(de)初創廠(chang)商Form Energy公司與明尼(ni)蘇達州(zhou)公用事業Great River Energy公司達成了一項協議(yi)，計劃(hua)在2023年前部(bu)署一個水基空氣電池的(de)長(chang)時(shi)系統(tong)。雖(sui)然該儲能系統(tong)裝機容量(liang)只有1MW，但持續放電時(shi)間卻(que)長(chang)達150個小(xiao)時(shi)。Form Energy公司聲(sheng)稱其(qi)電池儲能系統(tong)比其(qi)競爭對手儲能產(chan)品(pin)持續放電時(shi)間要長(chang)得(de)多。

加利福尼亞州的(de)(de)(de)項目采購計(ji)劃規(gui)定了長時(shi)儲(chu)(chu)能(neng)系統的(de)(de)(de)最低持續放(fang)電時(shi)間為8個小時(shi)，但對(dui)于鋰離(li)子(zi)電池儲(chu)(chu)能(neng)系統仍(reng)有機會。例如(ru)在紐約(yue)長島和楠塔基特島等地部署的(de)(de)(de)鋰離(li)子(zi)電池儲(chu)(chu)能(neng)系統的(de)(de)(de)持續放(fang)電時(shi)間已經(jing)超過8小時(shi)。而(er)在此次招標(biao)(biao)之(zhi)前，鋰離(li)子(zi)電池儲(chu)(chu)系統的(de)(de)(de)持續放(fang)電時(shi)間已經(jing)超過其他儲(chu)(chu)能(neng)技(ji)術。投標(biao)(biao)者(zhe)應(ying)該可以確定他們提供的(de)(de)(de)長時(shi)儲(chu)(chu)能(neng)技(ji)術能(neng)否滿足招標(biao)(biao)要求。

Form Energy公司(si)的(de)Jaramillo在(zai)今年早(zao)些時(shi)候的(de)一封電(dian)子郵件中(zhong)指(zhi)出(chu)：“持(chi)續放(fang)(fang)電(dian)時(shi)間”是目前在(zai)行業中(zhong)使用的(de)一個(ge)(ge)非(fei)常不精(jing)確的(de)術語，這(zhe)個(ge)(ge)術語涵蓋了從6小時(shi)到1000多(duo)小時(shi)的(de)額(e)定(ding)放(fang)(fang)電(dian)時(shi)間。現(xian)在(zai)不應該以(yi)(yi)持(chi)續放(fang)(fang)電(dian)時(shi)間作為衡量(liang)標準，而是開始根據其可以(yi)(yi)提供的(de)功能來描(miao)述長時(shi)儲能。

長時儲能的應用

在加利福尼(ni)亞州，沒有(you)哪一個市(shi)場(chang)可以為現(xian)有(you)發電資源支(zhi)付采用長時(shi)儲能(neng)系統(tong)的費用。長時(shi)儲能(neng)系統(tong)需要(yao)滿足實(shi)際的市(shi)場(chang)需求。

滿足(zu)(zu)峰值(zhi)電(dian)力需求是長時(shi)儲能(neng)系(xi)統(tong)的(de)(de)一種具有發(fa)展(zhan)前景(jing)的(de)(de)用途。目前，以(yi)(yi)天然氣為燃料的(de)(de)峰值(zhi)發(fa)電(dian)廠可(ke)以(yi)(yi)做到這(zhe)一點。雖(sui)然4小(xiao)時(shi)儲能(neng)的(de)(de)電(dian)池儲能(neng)系(xi)統(tong)在可(ke)再生能(neng)源發(fa)電(dian)設施發(fa)電(dian)不足(zu)(zu)時(shi)，可(ke)以(yi)(yi)滿足(zu)(zu)峰值(zhi)電(dian)力需求。但是當電(dian)力需求持(chi)續更長的(de)(de)時(shi)間時(shi)，就將成(cheng)為一個(ge)難(nan)以(yi)(yi)解(jie)決的(de)(de)問題。

在提供長達(da)數日(ri)的(de)長時(shi)供電(dian)方(fang)面，電(dian)池儲能系統現(xian)在還不能與天然氣(qi)發電(dian)廠競爭。但是，具有成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)的(de)24小(xiao)時(shi)持續放電(dian)時(shi)間儲系能統可以滿足(zu)時(shi)間更長峰值電(dian)力需求(qiu)，而如果達(da)到48小(xiao)時(shi)，則可以完成(cheng)更多(duo)工作。

紐約州(zhou)已經(jing)開始陸續關閉污染嚴重的峰值(zhi)發(fa)電(dian)廠(chang)，并提(ti)出了(le)采用儲能系(xi)統替代(dai)的計(ji)劃。研究表明，電(dian)池儲能系(xi)統只能替代(dai)峰值(zhi)發(fa)電(dian)廠(chang)發(fa)電(dian)量的6％至11％。根據(ju)Form Energy公司對長(chang)時(shi)儲能技術的應用進行的研究，發(fa)現其新型電(dian)池長(chang)時(shi)儲能系(xi)統與鋰離(li)子(zi)電(dian)池儲能系(xi)統結合(he)使用，可以經(jing)濟高效(xiao)地替代(dai)該州(zhou)峰值(zhi)發(fa)電(dian)廠(chang)83％的發(fa)電(dian)量，同(tong)時(shi)提(ti)供同(tong)樣的可靠性。

隨著可(ke)再生能(neng)(neng)源發(fa)電量(liang)的(de)增長(chang)，電網將面臨更大的(de)壓(ya)力(li)(li)，需(xu)要削減或丟棄一些電力(li)(li)。風力(li)(li)發(fa)電和太陽(yang)能(neng)(neng)發(fa)電設施的(de)所(suo)有(you)者可(ke)能(neng)(neng)會面臨資金壓(ya)力(li)(li)，因(yin)此(ci)需(xu)要部署長(chang)時儲(chu)能(neng)(neng)系(xi)統存(cun)儲(chu)，并在(zai)峰(feng)值電需(xu)求期(qi)間(jian)出售而獲利。從電力(li)(li)系(xi)統的(de)角度來看(kan)，這是對現有(you)發(fa)電設施的(de)更有(you)效的(de)利用。此(ci)外(wai)，許多(duo)地區的(de)可(ke)再生能(neng)(neng)源發(fa)電量(liang)會有(you)明顯(xian)的(de)季節變化(hua)，因(yin)此(ci)需(xu)要長(chang)時儲(chu)能(neng)(neng)系(xi)統存(cun)儲(chu)電力(li)(li)。

Norman說，Hydrostor公(gong)司正在開(kai)發長時儲能系統，并將作(zuo)為智利(li)和澳大利(li)亞輸電升(sheng)級的大規模替代(dai)方案。

Highview公司的(de)Cavada表示，該公司的(de)低溫壓縮空氣(qi)儲(chu)能技(ji)(ji)術(shu)可(ke)(ke)以存儲(chu)廉價(jia)的(de)可(ke)(ke)再生能源電力，甚(shen)至提供諸如(ru)電網慣(guan)性之(zhi)類的(de)電網穩定服務。他指出(chu)，Highview公司的(de)低溫壓縮空氣(qi)儲(chu)能技(ji)(ji)術(shu)非(fei)常適用于加州發(fa)布的(de)項(xiang)目采(cai)購要求(qiu)。

Highview Power公司可以使用的(de)(de)(de)電力以及(ji)油氣供(gong)應(ying)鏈的(de)(de)(de)各種(zhong)設備，通過增加更多的(de)(de)(de)低溫罐就可以延長壓縮空氣儲(chu)(chu)能(neng)系統的(de)(de)(de)儲(chu)(chu)能(neng)時(shi)間。

選擇哪些長時儲能技術？

長時(shi)儲(chu)能(neng)(neng)行業難(nan)以蓬勃發展(zhan)的一(yi)個難(nan)題(ti)是，讓采用化石能(neng)(neng)源(yuan)發電設(she)施的客戶相信，與(yu)電網(wang)目前使用的儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術(shu)完全不同的長時(shi)儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術(shu)如何保證其安全運營。

對(dui)長時(shi)儲能系統進行實驗和測試可(ke)以(yi)降低風險，但是(shi)沒有(you)(you)什么長時(shi)儲能的實際應用(yong)更能證明其可(ke)用(yong)性(xing)。這就是(shi)Highview Power公司與Great River Energy簽訂(ding)協議部署項目具有(you)(you)重要意義(yi)的原因(yin)。而(er)非常(chang)成熟的長時(shi)儲能技(ji)術是(shi)抽水蓄(xu)能，已被大規模使用(yong)了數十(shi)年。但抽水蓄(xu)能項目要解決的是(shi)高昂的投資和環境保(bao)護問(wen)題。

也有人(ren)對長(chang)時(shi)(shi)儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術進(jin)行質疑(yi)：“長(chang)時(shi)(shi)持(chi)續(xu)放電(dian)”是否只是一種慢速放電(dian)的(de)電(dian)池儲(chu)能(neng)(neng)系統的(de)代(dai)名詞？對于某些儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術來說是這樣。電(dian)池的(de)物理(li)特性限(xian)制其容量和持(chi)續(xu)放電(dian)時(shi)(shi)間的(de)增長(chang)，而“長(chang)時(shi)(shi)儲(chu)能(neng)(neng)”這一術語聽(ting)起來更加讓人(ren)印(yin)象(xiang)深刻。

但是其他儲(chu)(chu)能(neng)技術(shu)可以自定(ding)義儲(chu)(chu)能(neng)系統的(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)機容量(liang)(liang)(liang)和儲(chu)(chu)能(neng)容量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)比值，這意味(wei)著它們可以在(zai)一定(ding)范圍(wei)內提供所需的(de)(de)(de)(de)(de)功率(lv)和持續放(fang)電所需的(de)(de)(de)(de)(de)時間。例如，Highview Power公司根據部(bu)署的(de)(de)(de)(de)(de)可再生(sheng)能(neng)源發電設施裝(zhuang)機容量(liang)(liang)(liang)來增加(jia)相應(ying)數量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)低溫儲(chu)(chu)罐，以獲取所需的(de)(de)(de)(de)(de)儲(chu)(chu)能(neng)容量(liang)(liang)(liang)。如果需要更長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)持續放(fang)電時間，則可以增加(jia)更多的(de)(de)(de)(de)(de)儲(chu)(chu)罐。這種定(ding)制性使“長(chang)時間持續放(fang)電”問(wen)題得(de)以解決。

最終，長(chang)時儲能(neng)技(ji)(ji)術提供商(shang)需要找到一個(ge)更(geng)具意(yi)義(yi)的業務模(mo)式。更(geng)長(chang)的持續(xu)放電(dian)時間在解決現有(you)電(dian)網技(ji)(ji)術無法解決的問題方(fang)面是有(you)價值(zhi)的。

電(dian)網是實時(shi)變化(hua)的(de)，因此電(dian)力行業必須(xu)找出如(ru)何在問題出現之前預測和解決，并編制(zhi)一份經過審查的(de)問題清單。而加州(zhou)社區選擇(ze)聚合商希(xi)望其采購(gou)項目的(de)長時(shi)儲能系統可以在2026年完(wan)成部署，并能夠(gou)解決遇到的(de)各(ge)種(zhong)問題。