儲能成本再降90%可實現(xiàn)100%可再生能源電力

近日有最新研究表明，儲能成本需再降90%才可實現(xiàn)100%可再生能源電力。

可再生能源+儲能成本

麻省理工學(xué)院能源研究副教授Jessika Trancik近日在Joule雜志上發(fā)表新研究成果：儲能成本降到什么程度才能實現(xiàn)100%可再生能源電力?Trancik的團隊選擇了四個地點(亞利桑那州、愛荷華州、馬薩諸塞州和德克薩斯州)為分析模型，分別對僅有光伏、僅有風(fēng)能、風(fēng)光混合搭配兩種不同儲能技術(shù)的系統(tǒng)，運行20年的數(shù)據(jù)進行分析后得出結(jié)論：可再生能源+儲能系統(tǒng)中儲能容量成本需降至20美元/kWh(約人民幣141元/kWh)，才能實現(xiàn)100%可再生能源。這意味著目前的儲能成本還要再降90%。這個價格完全可以實現(xiàn)，但大家對于何時才能實現(xiàn)存在較大分歧，部分人預(yù)估到2030年才能實現(xiàn)。

此外研究還表明：風(fēng)能+太陽能混合儲能的模型中儲能成本最優(yōu)，為10-20美元/kWh，與成本為0.075美元/kWh的特種提供的電力相當(dāng)。而若要與調(diào)峰天然氣發(fā)電廠0.077美元/kWh的成本競爭，儲能容量成本必須低于5美元/kWh(儲能功率成本為1000美元/kW)。

多種儲能技術(shù)成本趨勢

儲能技術(shù)有兩個關(guān)鍵特征功率容量和能量容量，分別對應(yīng)了單位功率成本和單位能量成本。在電力成本中儲能容量成本比儲能功率成本更為關(guān)鍵。該研究重將儲能技術(shù)分為兩類。

一類儲能技術(shù)采用高功率成本(1000美元/千瓦)和低儲能容量成本(20美元/千瓦時)進行建模。其中包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、和一些液流電池等，這些電池利用大量溶解在水中的廉價和豐富的元素來儲存能量。它們的能量密度通常比第二類儲能技術(shù)更低，但由于它們的儲能容量成本更便宜，更利于應(yīng)用在長時間電網(wǎng)儲能。

二類儲能技術(shù)采用相對較低的電力功率成本(700美元/千瓦)和較高的容量成本(150美元/千瓦時)進行建模。這類儲能技術(shù)包括先進的鋰離子電池、其他電化學(xué)產(chǎn)品、飛輪儲能和超級電容器等，它們更適合于短時間、高功率的應(yīng)用，比如電動汽車或電器。據(jù)此前報道到2030年，固定應(yīng)用的鋰離子電池的總安裝成本將下降到145美元/kWh~480美元/kWh，但取決于電池的化學(xué)性質(zhì)。鋰離子電池下降空間是有限的。

研究人員通常將儲能技術(shù)的原材料成本視為其總成本的最低限制條件，因為制造和運輸成本可以隨著規(guī)模的擴大而降低，但材料成本卻很難控制，僅鋰離子電池所涉及的材料成本就很高，這些材料可能永遠(yuǎn)不會達到20美元/kWh。不過降至150美元/kWh的范圍內(nèi)是可行的。(未來很快就會有幾個GW的電動汽車動力電池退役，這種退役電池仍有剩余價值，目前各國正在研究將它們用于電網(wǎng)儲能，這樣儲能成本可進一步降低)

Irena的報告曾提到：兩種主流液流電池技術(shù)——全釩液流電池和鋅溴液流電池——在2016年的總安裝成本在315美元-1680美元/kWh之間，到2030年，他們的成本預(yù)計將降至108美元-576美元/kWh之間。”這也在我們的目標(biāo)范圍內(nèi)。(目前有些液流電池企業(yè)已經(jīng)聲稱要突破這個價格。)高溫鈉硫電池和鈉鎳電池也已經(jīng)存在一段時間了，它們到2030年成本可降低75%。

其中鈉硫電池安裝成本降低到120-330美元/kWh之間，同時，鈉鎳高溫電池的儲能安裝成本可能會從目前的315-490美元/千瓦時，到2030年將降至130美元-200美元/千瓦時之間。

壓縮空氣儲能的成本是相對固定的，因為它們主要依賴于輸送空氣的空間。一般的安裝成本估計約為50美元/kWh，如果有現(xiàn)成的空間可利用，儲能成本可能會降至40美元/kWh。

還有一些儲熱方案，比如目前越來越流行將電作為熔鹽中的熱量儲存，據(jù)報道儲能成本低至50美元/千瓦時。

參考文獻：Storage Requirements and Costs of Shaping Renewable Energy Toward Grid Decarbonization