儲能成本再降90%可實現100%可再生能源電力

近日有最新研究聲明，儲能成本需再降90%才可實現100%可再生能源電力。

可再生能源+儲能成本

麻省理工學院能源研究副教授Jessika Trancik近日在Joule雜志上發表新研究成果：儲能成本降到什么程度才能實現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)為分解模型，分別對僅有光伏、僅有風能、風光混合搭配兩種不同儲能技術的系統，運行20年的數據進行分解后得出結論：可再生能源+儲能系統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，但大家對于何時才能實現存在較大分歧，部分人預估到2030年才能實現。

此外研究還聲明：風能+太陽能混合儲能的模型中儲能成本最優，為10-20美元/kWh，與成本為0.075美元/kWh的核電站提供的電力相當。而若要與調峰天然氣發電廠0.077美元/kWh的成本競爭，儲能容量成本非得低于5美元/kWh(儲能功率成本為1000美元/kW)。

多種儲能技術成本趨勢

儲能技術有兩個關鍵特征功率容量和能量容量，分別對應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鍵。該研究重將儲能技術分為兩類。

一類儲能技術采用高功率成本(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更低，但由于它們的儲能容量成本更便宜，更利于使用在長時間電網儲能。

二類儲能技術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。這類儲能技術包括先進的鋰電池、其他電化學產品、飛輪儲能和超級電容器等，它們更適合于短時間、高功率的使用，比如電動車或電器。據此前報道到2030年，固定使用的鋰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性質。鋰電池下降空間是有限的。

研究人員通常將儲能技術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模的張大而降低，但材料成本卻很難控制，僅鋰電池所涉及的材料成本就很高，這些材料可能永遠不會達到20美元/kWh。不過降至150美元/kWh的范圍內是可行的。(將來很快就會有幾個GW的電動車動力電池退役，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——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，他們的成本預計將降至108美元-576美元/kWh之間。”這也在我們的目標范圍內。(目前有些液流電池企業已經聲稱要沖破這個價格。)高溫鈉硫電池和鈉鎳電池也已經存在一段時間了，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，因為它們主要依靠于輸送空氣的空間。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

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