近日，獲得了比爾·蓋茨、杰夫·貝索斯等知名企業(yè)家注資的美國長時儲能公司Form Energy宣布建廠，計劃投資7.6億美元在美西弗吉尼亞州建設(shè)首座鐵空氣儲能系統(tǒng)生產(chǎn)工廠。鐵空氣儲能系統(tǒng)的大規(guī)模投建意味著該項(xiàng)儲能技術(shù)正逐步走向成熟，跨過了規(guī)模化生產(chǎn)的門檻。

 

實(shí)際上，除了鐵空氣儲能系統(tǒng)外，近年來，全釩液流電池、壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱等新興長時儲能技術(shù)同樣獲得了大量關(guān)注，長時儲能已成為儲能領(lǐng)域的新風(fēng)口。

 

 

區(qū)別于快速充放電系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)高于4小時或者數(shù)天甚至數(shù)月的充放電循環(huán)的儲能系統(tǒng)，通常都統(tǒng)稱為長時儲能，其中包括壓縮空氣儲能、熔鹽儲熱、液流電池儲能、重力儲能等新興儲能系統(tǒng)。

 

據(jù)Form Energy公司消息，該公司研發(fā)的鐵空氣儲能系統(tǒng)充放電循環(huán)時長可達(dá)100小時，遠(yuǎn)超目前充放電時間在4小時左右的以鋰離子電池為基礎(chǔ)的電化學(xué)儲能系統(tǒng)。

 

近年來，全球電力供應(yīng)系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏等可再生能源裝機(jī)占比不斷提升。同時，為達(dá)成既定的氣候目標(biāo)，可再生能源裝機(jī)占比在未來數(shù)十年更將持續(xù)增長，風(fēng)光發(fā)電出力的波動性已然成為當(dāng)前電力系統(tǒng)面臨的重大挑戰(zhàn)。以歐洲為例，2022年下半年，風(fēng)速的波動導(dǎo)致德國等高比例接入風(fēng)電的國家電網(wǎng)產(chǎn)出不穩(wěn)，成為推高歐盟電價的關(guān)鍵因素。

 

在業(yè)界看來，長時儲能系統(tǒng)將是儲存多余電力，保障可再生能源消納和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定的重要方案。市場研究機(jī)構(gòu)伍德麥肯茲在日前發(fā)布的報告中指出，充放電循環(huán)時長在8小時到100小時之間的長時儲能技術(shù)，將是改善高比例可再生能源電網(wǎng)穩(wěn)定性的一大關(guān)鍵。

 

 

截至目前，歐美多國都表示，將為新興的長時儲能技術(shù)提供資金和政策支持。2022年11月，美國能源部宣布，將為長時儲能項(xiàng)目提供至少3.5億美元的資金支持，充放電循環(huán)時長在10小時以上的零碳且低成本的長時儲能技術(shù)都有望獲得資助。歐盟委員會也在近期發(fā)布聲明稱，將為78個具有潛力的初創(chuàng)公司提供高達(dá)4.7億歐元的資金支持，最終名單就包括了以二氧化碳為基礎(chǔ)的長時儲能初創(chuàng)公司。美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆曾表示，推進(jìn)儲能技術(shù)是風(fēng)光發(fā)電全天候可用的關(guān)鍵，美國能源部將采取措施延長儲能技術(shù)的持續(xù)時間，降低發(fā)電成本。

 

值得注意的是，我國長時儲能市場規(guī)模同樣在快速增長，以壓縮空氣儲能、液流儲能技術(shù)為基礎(chǔ)的儲能電站規(guī)模均已達(dá)到了百兆瓦級別。2022年10月，國家能源局批準(zhǔn)建設(shè)的首個國家級大型化學(xué)儲能示范項(xiàng)目——液流電池儲能調(diào)峰電站在大連市正式并網(wǎng)發(fā)電。這一項(xiàng)目創(chuàng)下了全球功率最大、容量最大液流電池儲能系統(tǒng)紀(jì)錄，同時也標(biāo)志著液流電池技術(shù)步入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。

 

各國政府的高度關(guān)注和百花齊放的技術(shù)路線讓長時儲能市場空前火熱。伍德麥肯茲指出，全球范圍內(nèi)，在建或已投運(yùn)的長時儲能項(xiàng)目價值已超過300億美元。2019年至今，全球長時儲能項(xiàng)目已經(jīng)吸引了580億美元的投資。這些項(xiàng)目如果全部投建完成，全球長時儲能裝機(jī)總量預(yù)計將新增5700萬千瓦，相當(dāng)于2022年全球長時儲能總裝機(jī)的3倍左右。

 

 

不過，雖然市場火熱，但業(yè)界普遍認(rèn)為，大部分長時儲能技術(shù)本身尚不成熟，存在著商業(yè)模式不明朗、融資困難等多重挑戰(zhàn)，儲能系統(tǒng)開發(fā)商想要擴(kuò)大規(guī)模并實(shí)現(xiàn)盈利可能還需要時日。

 

伍德麥肯茲分析指出，雖然市場上已經(jīng)涌現(xiàn)出多種長時儲能技術(shù)，但這些技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)所需。長時儲能的市場需求仍面臨著其他新興低碳技術(shù)的競爭，包括小型模塊化核反應(yīng)堆技術(shù)、綠氫發(fā)電技術(shù)等。該機(jī)構(gòu)認(rèn)為，時至目前，抽水蓄能是唯一能夠大規(guī)模開發(fā)的長時儲能技術(shù)，2030年前抽水蓄能技術(shù)可能仍將占據(jù)長時儲能市場的主導(dǎo)地位。

 

光大證券則認(rèn)為，抽水蓄能技術(shù)雖最為成熟、平準(zhǔn)化度電成本最低，但仍存在設(shè)備選址受限、項(xiàng)目開發(fā)周期較長的短板。該機(jī)構(gòu)指出，在無資源約束的情況下，平準(zhǔn)化度電成本將是衡量各種長時儲能技術(shù)優(yōu)劣的最重要指標(biāo)，但考慮到儲能技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用場景的不同，最終，長時儲能市場將呈現(xiàn)百舸爭流的格局。

 

在業(yè)界看來，全球范圍內(nèi)長時儲能需求廣闊，要加快長時儲能技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，不僅需要政府政策支持，儲能系統(tǒng)開發(fā)商也應(yīng)不斷降低生產(chǎn)建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)新興技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。