世界各国政府正在不断提高其可再生能源的雄心,
在日本举行的 G7 峰会上,成员国承诺到 2030 年增加 1.5亿千瓦海上风电装机容量,并将太阳能装机容量提高到10 亿千瓦。时代的变化要求各国制定更强有力的政策。随着世界加速向更可持续的能源转型,灵活的储能解决方案至关重要。
目前,全球许多电网和基础设施都采用了短时储能术,其在安全性、储能时长和预期生命周期价值方面存在局限性。
长时储能(LDES)可以帮助应对这些挑战,并为不同的行业和社区带来利益。LDES技术可以长时间(数小时、数天、数周、数月甚至一整个季节)储存电力,以经济、灵活、可靠和可持续的方式储存风能、太阳能和其他清洁能源。目前,许多 LDES 技术已经商业化,但要达到全脱碳目标所需的水平,需要利用加速清洁能源转型的支性政策来充分发挥 LDES 的潜力。
技术发展
LDES:技术多样化的力量
自 2019 年以来,各国政府和企业对 LDES 的投资承诺超过 580 亿美元,这表明该市场近年来取得了重大进展。
然而,这只代表了该技术真正潜力的一小部分。全球长时储能理事会(LDES Council)的研究表明,到 2040 年,通过部署 80 亿千瓦的 LDES其市场规模有望达到 4 万亿美元,并节约 5400 亿美元的成本。
LDES 有大量的创新和多样性技术,包括四种主要的 LDES 技术类型(机械、电化学、化学和热)以及多种子技术类型。这使得 LDES 适用于许多不同的应用和地区,无论是城市、农村还是远程系统,以及工业领域、岛屿能源网络和各种类型的基础设施。
LDES 的未来:
全球范围内拓展 LDES 技术——挑战、障碍和市场机遇尽管发展 LDES 有许多便利条件,但要创建依赖气候发电的新经济和生态系统,仍需克服重重障碍。
随着世界各地电力和供热系统中可再生能源比例的增加,需要更快地部署 LDES 以提高系统的灵活性、可靠性和稳定性。三个关键挑战是:电力供需失衡加剧、输电拥塞加剧以及系统惯性降低。
全部这些问题可以通过采用各种 LDES 技术来解决,从而在不同的时间跨度内为电力和供暖行业提供灵活性,使可再生能源能够持续满足需求。歇性发电的波动被拉平为一个持续的电源,在供过于求时通过 LDES 存储洁能源,在供不应求时释放清洁能源。
LDES 为能源和供暖行业带来多重好处,使其成为所有可持
续发展计划中至关重要的组成部分。首先,LDES 使风能和太阳能可以实现时时可调度、季节可调度,平衡可再生能源的间歇以匹配用电负荷和需求。LDES 通过提供能源转换服务,即使用电高峰期也能提供持续、可靠的电力,从而减少了对化石燃料发电厂的需求,进一步促进了能源系统的低碳化。
LDES 致力于使全球社区脱碳,因此它是一项重要技术,支持能源转型迈向更加清洁、更加可持续的未来,同时该行业继续保持旺盛的投资势头。
实现欧洲的可再生能源未来欧盟委员会的 REPowerEU 计划旨在通过加大可再生能源推广、使能源供应多样化和加快清洁技术的部署来保障欧洲的能安全。
按照目前的计划,到 2030 年欧洲需要新增 12 亿千瓦的可再生能源装机容量,但这必须与大幅增加储能相配合,以确保欧洲能源系统能够有效运行。为了满足可再生能源的大幅增长,LDES 委员会估计到 2030 年欧洲将需要超过 2 亿千瓦的储能。
虽然 REPowerEU 计划特别关注光伏、氢气和热泵的使用,并为其部署设定了目标,但该计划并未设定 LDES 的部署目标。
欧盟的政策必须鼓励 LDES 技术多样化,以满足单日、多和季节性的储能需求,从而增加满足各种系统需求的灵活性。只有通过这些清洁能源的重要变革,才能成功迈向净零未来。
技术发展
LDES 还包括一系列附加辅助服务(黑启动、负载跟随、同步惯性、频率响应),可提供额外可靠性和灵活性,但当前的输配电规划没有考虑到这些,日后必须更新模型以反映电力系统和市场的多重利益。
采用 LDES 的一个关键障碍是需要实行新的政策和法规。为了使 LDES 能够在 2026 年及以后支持能源系统的脱碳,现在就需要释放政策信号以刺激该技术的投资、应用和规模化。
大多数气候目标和现行政策都以 2030 年为目标,距现在还有不到七年的时间。为了真正实现经济脱碳和减少排放,当下必须改变政策才有望满足未来的需求。为了节约成本,必须从现在开始扩大 LDE价值和供应链。
三大类型的政策支持可以推动实现净零排放:长期市场信号、收入机制和直接技术支持。
长期市场信号具有确定性和透明度,为 LDES 提供了更安全的投资模式。对储能容量目标进行更的战略规划,并制定更清晰的采购目标,将有助于把 LDES 纳入电网规划,确保用灵活的 LDES 解决方案满足气候需求。碳定价和取消化石燃料补贴也有助于在未来几十年创造公平的竞争环境。
收入机制对于提高客户和投资者项目的财务可行性来说十分必要,差价合约、期权合约以及全天候购电协议(PPA)也都可以用来实现这一目标。这些工具确保 LDES 提供的多个价值流得到补偿,并保障了财务确定性。
全球关注的另一个工具是按小时核算可再生能源,LDES 可以提供灵活性、安全性和可靠性。目前按年计算供需、按产付费的可再生能源购电协议(PPA)仅实现了承购方实际用电量的40-70%的脱碳目标,同时承购方也面临着可再生能源波动性带来的市场价格风险。相反,随着可再生能源在全球发电装机容量中的占比越来越高,全天候清洁购电协议提供了一种更精确的供需匹配手段。
最终,直接技术支持可以促进公私合作伙伴关系的显著增长,提供政府投资,扩大需求并增加有针对性的招标,以加速创新和技术交付。这对于确认需求,确保创新和现有技术能够不断壮大,以满足不断增长的电力需求和经济全面脱碳需求至关重要。
LDES 可以引领能源转型监管机构和政策制定者可以立即采取行动支持清洁能源转型。他们可以在现有政策和目标的基础上制定强有力的政策,并增加具体的 LDES 目标,来支持长时储能技术的采购和规模化。
一旦实现这些目标,加上适当的投资、政策支持和激励措施,LDES 将成为当今行之有效的商业解决方案,具有巨大的环境和经济效益,将创造一个成本最优的净零能源系统,造福于世界各地的社区。