發(fā)揮可再生能源潛力需降低儲(chǔ)能成本

在確定可再生能源對(duì)電力脫碳的貢獻(xiàn)有多大時(shí)，能源儲(chǔ)存的成本至關(guān)重要。但能源儲(chǔ)存成本必須下降多少呢?在《焦耳》8月7日發(fā)表的一項(xiàng)研究中，美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員回答了這個(gè)問題。他們量化了存儲(chǔ)技術(shù)的成本目標(biāo)，以使太陽(yáng)能和風(fēng)能存儲(chǔ)達(dá)到與其他常規(guī)能源競(jìng)爭(zhēng)的水平;并研究了什么樣的電池和其他技術(shù)可以達(dá)到這些目標(biāo)。

“關(guān)于能源儲(chǔ)存成本的不同假設(shè)是若干評(píng)估間存在重大分歧的基礎(chǔ)，但很少有人知道什么成本實(shí)際上是有競(jìng)爭(zhēng)力的，以及這些成本與目前正在開發(fā)的儲(chǔ)存技術(shù)相比如何。所以，我們決定直面這個(gè)問題。”該論文資深作者、麻省理工學(xué)院能源研究助理教授Jessika Trancik說(shuō)。

在這篇論文中，Trancik和同事估算了未來(lái)20年里，利用存儲(chǔ)設(shè)備將風(fēng)能和太陽(yáng)能一起可靠提供給各種輸出剖面的成本。然后，他們估計(jì)了儲(chǔ)存能源的成本目標(biāo)，以便使發(fā)電廠能達(dá)到與傳統(tǒng)電力來(lái)源相比的成本競(jìng)爭(zhēng)力。他們還根據(jù)該成本目標(biāo)評(píng)估了目前和未來(lái)的能源儲(chǔ)存技術(shù)。

研究人員的模型優(yōu)化了存儲(chǔ)成本，并發(fā)現(xiàn)相對(duì)于預(yù)期輸出，要對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能的容量進(jìn)行調(diào)整，以減少所需的存儲(chǔ)量。

論文探討了不同存儲(chǔ)技術(shù)的特征。有些技術(shù)更適合于以低成本存儲(chǔ)大量能源，但以較低的功率緩慢輸出，而另一些技術(shù)則可以低成本有效存儲(chǔ)少量能源，這些能源可在高功率下快速釋放。因此，Trancik說(shuō)，這個(gè)模型需要考慮這些差異。

研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)能能力成本低于20美元/千瓦時(shí)的技術(shù)，可以在20年內(nèi)實(shí)現(xiàn)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的基本負(fù)載力，盡管這一目標(biāo)會(huì)隨著目標(biāo)產(chǎn)量和位置的不同而變化。他們還發(fā)現(xiàn)，電力成本對(duì)儲(chǔ)能成本的反應(yīng)大于對(duì)電力容量的反應(yīng)。

此外，研究還表明，降低材料和制造成本至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)增加儲(chǔ)能能力成本。而且，如果可再生能源系統(tǒng)在20年的5%時(shí)間內(nèi)不能滿足需求，可再生電力的成本就能減半。

相關(guān)論文信息：https://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2019.06.012