储能费用
以下内容改编自2018年绿色商业状况,由GreenBiz与Trucost合作出版。
要么利用它,要么失去它。世界上没有什么产品比电的保质期更短。这就是为什么几乎所有涉及电力行业的人——从公用事业公司到买家、初创公司到国家监管机构——都比以往任何时候都投入了更多的能源来扩展电力。
这是加油项目的繁荣投资集中在先进的电池化学和替代能源储存方法,如氢燃料电池和热选择使用热水或冰来保存电力。随着时间的推移,圣杯是创建一个可以与太阳能和风力发电场协同使用的资源网络。这个想法是为了平衡这些间歇性的可再生资源,帮助它们的生产产出变得更可预测,并使其更容易将分布式发电厂整合到电网中。
但在短期内,能源存储也有望带来切实的好处,尤其是在电力供应紧张可能威胁到可靠运营的“峰值”时期,需求响应应用程序可以帮助电力公司和企业度过这段时期。
数据显示,这种强大的组合可能会激发全球从现在到2030年期间部署125千兆瓦的存储容量预测——投资1030亿美元。彭博新能源财经分析师Yayoi Sekine指出:“这个行业才刚刚开始。随着大量投资进入电池技术、成本下降,以及所有市场中风能和太阳能产能的大幅增加,能源储存将在能源转型中扮演关键角色。”
即使你不是清洁能源的倡导者,你也能体会到投资的回报。甚至是能源部部长里克•佩里是大谈潜在的(PDF)。令人吃惊的是,许多设备供应商都在引进相关系统,甚至包括大型柴油和天然气发电公司卡特彼勒以及军事承包商洛克希德·马丁公司。
到2017年底,至少有1700个安装项目正在进行中,仅在6个月内就增加了300多个。有些是公用事业规模的尝试,比如圣地亚哥燃气电力公司建造的30兆瓦的工厂,它被标榜为世界上最大的锂离子电池农场——直到埃隆·马斯克的特斯拉在2017年底成功抢了风头100兆瓦的项目旨在补充澳大利亚电网的风力发电。一个更简单的例子是冰川蓄电池储存工程在华盛顿州,一个2兆瓦的系统为普吉特湾能源公司的一个变电站提供电力支持。其他项目有商业弯曲用于支持工业设施或办公室。方法就是一个例子夏威夷电力有限公司该公司将人工智能与能量存储相结合,在艾伯森(Albertsons)和全食超市(Whole Foods)出售。
在未来13年里,美国将占到整个行业增长的四分之一左右,国家级奖励在2017年,由于联邦政府缺乏有限且不断减弱的财政支持,这种情况变得普遍得多。少数几个州已经通过了安装目标,超过20个州至少有20兆瓦的活动他们的管道,不论有没有正式的规定。加州的这项计划是最古老的,于2010年开始实施。中国最初要求在2020年之前装机容量达到130亿瓦,但2016年监管机构附加了500兆瓦的新增装机容量要求。
东北部也有相当数量的活动,与极端天气事件相关的停电更为频繁,许多遗留下来的煤炭和核电站即将寿终正远,或面临不确定的重新认证。马萨诸塞州已经要求提供至少200兆瓦时的电力储备。纽约为了支持其蓬勃发展的风力发电行业,该公司仍在最后确定其目标时间,但它也在竞争成为一个制造力该州的首个锂离子“超级工厂”将于2019年底投入使用。
现在,许多人倾向于将能量储存等同于电池的进步。的电池例如,支持特斯拉即将推出的半挂卡车,将以比任何人预期更低的成本提供更多的行驶里程。数百万美元被投入到创业公司- 2016年上半年,4.8亿美元被用于研究锂的发展、锌空气的创新和使用各种电化学组合的流动科学的公司。他们测试的系统既适用于电动汽车,也适用于支持建筑物或社区配电系统的固定系统。的佩纳站微型智能电网"例如,在丹佛,使用1兆瓦的系统来支持太阳能资源。
勒克斯研究公司的分析这表明,锂离子电池将是最具成本效益的应用,需要75千瓦到100兆瓦的容量,备份范围为15分钟到8小时。这项技术的资本成本在未来五年内可能下降36%,比预期的要快投资公司Lazard的研究。麦肯锡估计固定设备的成本到2020年可能达到每千瓦时200美元(2015年的一半),到2025年达到160美元/千瓦时。
但其他方法值得一看,其中一些已经存在多年了。这些技术之间最大的区别之一是它们收集和释放电力的速度有多快。
电容器或飞轮例如,对于需要在没有其他燃料来源的情况下快速供电的应用程序来说,这可能是有意义的。前者通常用于支持混合动力公交车(帮助它们在刹车或空转后更快地启动)和风力涡轮机(用于调整叶片)。后者将动力转化为动能(一个拉再生制动),当有打嗝时,通过改变旋转速度将其释放回发车格栅。
为了实现电网水平的提升,一些公用事业公司数十年来一直依靠抽水蓄能,利用多级蓄水池和水力发电原理来蓄水。当电力需求低的时候,水被抽到一个蓄水设施;当使用高峰时,水可以通过涡轮机释放,以达到生产高峰。世界上最大的装置之一它的所有者是弗吉尼亚州的自治领能源公司:当水通过六台发电机释放出来时,它可以产生高达3000兆瓦的电力。
当涉及到商业安装时,请密切关注热存储技术,以减少为建筑物供暖或制冷所需的能源。这个领域的领军企业之一是CALMAC,它使用冰柜来降低供暖、通风和空调设备所需电力的压力。该公司已将其系统出售给逾4000家公司,其中包括高盛(Goldman Sachs)、谷歌、沃尔玛(Walmart)和麦当劳(McDonald's)收购了2016年下半年由暖通空调巨头英格索兰(Ingersoll Rand)设计。
别忘了电动汽车电池。包括特斯拉(Tesla)和梅塞德斯-奔驰(Mercedes-Benz)在内的知名汽车制造商都在研究“车联网”试点项目,许多公用事业公司认为,联网的电动汽车可能会成为城市用电高峰时段的强大电力来源。意大利的埃奈尔(Enel)就是其中之一试验与充电网络和能源管理软件,使该应用程序。
因此,到今年年底,电动汽车和固定储能用锂离子电池的需求可能会超过消费类电子产品的销售也就不足为奇了。下一个挑战可能是足够快地制造电池以满足需求。