2019年成為非電池儲能技術取得突破性發(fā)展的一年

對于非電池儲能系統(tǒng)來說，2019年獲得突破性發(fā)展的一年，抽水蓄能、燃氣發(fā)電和蓄熱儲能技術在這一年的部署和改進取得了重大進展。許多行業(yè)參與者正在從試點項目轉向簽約項目，這將擴大部署規(guī)模，并降低成本。

抽水蓄能技術是一種成熟可靠的長期儲能技術，抽水蓄能閉環(huán)系統(tǒng)可以使用兩個人工水庫，與自然水體沒有任何聯(lián)系。如蒙大拿州和亞利桑那州的項目所示，抽水蓄能閉環(huán)系統(tǒng)可以設計為發(fā)電8到10個小時儲能系統(tǒng)。

在美國的27個獲得許可的抽水蓄能項目中，大多數位于16個州，總裝機容量為18.8 GW，至少已使用了30年。此外，美國聯(lián)邦能源管理委員會已經批準20GW新裝機容量的初步許可，并且儲能開發(fā)商還提交了另外19 GW裝機容量的申請。

美國還有更多建設抽水蓄能設施的潛力，據估計在全球各地可以建設50萬個抽水蓄能設施，這在技術上是可行的，這意味著建設抽水蓄能設施具有很大的潛力。

抽水蓄能設施的建設成本并沒有想像那么高，可能是因為只使用可逆式水力渦輪機這個組件，而其他費用取決于現(xiàn)場建設，從土方工程到建造包含水力渦輪機的發(fā)電站。一項成本預測得出的結論是，抽水蓄能設施與鋰離子電池儲能系統(tǒng)相比更具成本競爭力。

例如，Copenhagen Infrastructure Partners去年夏天在蒙大拿州進行的一個裝機容量為400MW抽水蓄能項目獲得股權投資，這個抽水蓄能項目具有施工和運營許可證，施工將于明年開始。

氫能發(fā)電

氫能發(fā)電是另一種儲能技術，是一種中等規(guī)模的儲能裝置。其工作原理是使用可再生能源產生的電力對水進行電解，并將產生的氫氣可以存儲起來，然后用于燃料電池發(fā)電。這是一個潛在的長期儲能方案。

在過去一年中，美國至少部署了三座小型工業(yè)氫能發(fā)電裝置，全部使用質子交換膜(PEM)電解技術，通過利用太陽能或風能將水電解成氫和氧來產生氫氣。由此產生的氫氣可以儲存在壓力容器中最終用于燃料電池，由于儲氫裝置與電解槽裝置是分開的，因此對于給定的電解槽系統(tǒng)來說，儲氫容量沒有技術限制。

雖然質子交換膜和其他電解水技術已經很成熟，但實現(xiàn)更加經濟的規(guī)?；a是一項挑戰(zhàn)。氫能發(fā)電技術可能需要在更多市場中立足，擴大規(guī)模，并降低成本，才能成為具有成本競爭力的儲能選擇。

如今已經開始大規(guī)模的生產。去年2月，Hydrogenics公司宣布計劃在加拿大為液化空氣公司建造一套20MW質子交換膜電解槽系統(tǒng)。該系統(tǒng)當時被稱為世界上最大的氫電解項目，每年的氫氣產量將近3000噸。

同樣在去年2月，挪威氫氣生產商Nel ASA公司宣布在瑞士實施一項的30 MW電解槽項目框架合同。該項目將從一個2MW的集裝箱式質子交換膜電解槽開始，并將氫氣出售給H2 Energy的附屬公司Hydrospider AG，為其燃料電池卡車車隊提供燃料。

ITM Power公司在德國宣布部署一個10MW 質子交換膜電解槽，并設計了一種100MW系統(tǒng)，根據ITM公司報告，目前電解槽的成本現(xiàn)在低于800歐元/kW，到2020年中期將降至500歐元/ kW以下。

荷蘭的一個工業(yè)和學術聯(lián)盟已設定了建設一個GW級電解設施目標，到2025年開始生產氫氣，耗資約3.5億歐元。

另一種可行的儲能解決方案是使用氫氣生產氨氣。日本的JGC公司已經報告了一種將氫氣轉化為氨氣的有效方法，可以將其燃燒進行發(fā)電。JGC公司認為，與氫氣相比，氨氣在安全性和成本效益方面具有各種優(yōu)勢。

蓄熱儲能

蓄熱儲能的一個眾所周知的應用是熔融鹽儲能，亞利桑那州的Solana集中式太陽能發(fā)電廠就采用了這種儲能技術，其熔融鹽存儲的熱量用于驅動蒸汽輪機。然而，熱儲能還涉及其他存儲熱量的方式，例如低溫儲能。

總部位于英國的Highview Power公司于2018年6月開始在曼徹斯特附近運營一個裝機容量為5MW低溫儲能設施。這項技術利用電力在零下320華氏度冷卻和液化空氣，將液態(tài)空氣儲存在絕緣的低壓存儲罐中，然后將液態(tài)空氣暴露在環(huán)境溫度下，使其迅速重新氣化，以其膨脹至液態(tài)體積的700倍，為發(fā)電機提供動力。

Highview Power公司估計，一個200 MW/2GWh的10小時低溫儲能系統(tǒng)的平準化成本為 140美元/MWh。類似的低溫項目也在進行中。例如，去年7月，Highview Power公司宣布與總部位于內布拉斯加州的Tenaska Power Services簽訂合同，將在兩年內開發(fā)高達4GWh的低溫儲能設施。

根據與南加州愛迪生(SCE)的合同，總部位于加利福尼亞的Ice Energy公司目前正在安裝1200個低溫能源系統(tǒng)，并對這些系統(tǒng)進行集中控制，以管理峰值需求和負載轉移。

Siemens Gamesa公司提供了一種稱之為具有成本競爭力的技術：電熱儲能。用電將絕熱容器中的火山石加熱到600℃。隨后，使用常規(guī)蒸汽輪機將熱量轉換為電能，從而實現(xiàn)了45%的往返效率。該公司表示，該技術可用于改造已退役的化石燃料發(fā)電廠，并計劃于今年晚些時候在一家試點工廠開始運營。

展望未來

過去一年的儲能技術發(fā)展表明，電池儲能系統(tǒng)并不是唯一的儲能技術?？梢蚤L期儲能的其他技術也在不斷發(fā)展，并且這些儲能技術在未來一年將會得到更多行業(yè)人士的關注。