中國儲能網(wǎng)訊：日前，長時儲能系統(tǒng)生產(chǎn)商Noon Energy公司執(zhí)行副總裁Aric Saunder撰文指出，美國需要將短時儲能系統(tǒng)與多日儲能系統(tǒng)結(jié)合起來，以建立安全可靠的電網(wǎng)運行。
在21世紀10年代，柴油發(fā)電機是電網(wǎng)、家庭和商業(yè)建筑的主要備用電源。當時，由于生產(chǎn)成本高昂，并且電池在充放電方面被認為存在局限性（而充放電是公用事業(yè)規(guī)模應用的關鍵要求），電池在儲能領域的應用十分有限。
但在過去15年里，電池儲能系統(tǒng)逐漸獲得了公用事業(yè)公司和開發(fā)商的信任并得到廣泛應用，如今已被視為能源存儲的成熟技術(shù)。像磷酸鐵鋰電池（LFP）這樣的儲能系統(tǒng)為支撐替代能源奠定了基礎。為滿足現(xiàn)代電力基礎設施需求，電池儲能技術(shù)如今正在快速發(fā)展和進化。
現(xiàn)代能源需求
以能源消費者之一的數(shù)據(jù)中心為例：預計到2030年，美國運營數(shù)據(jù)中心的裝機容量將達到130GW。開發(fā)商深知這一點，因此截至到2024年第三季度底，美國數(shù)據(jù)中心行業(yè)已簽約采購了50GW清潔能源的電力，其中29GW來自太陽能發(fā)電場，13GW來自風力發(fā)電場。預計到今年年底，太陽能發(fā)電裝機容量將是風力發(fā)電場的兩倍，因為截至2024年底，太陽能占據(jù)了近一半的可再生能源交易份額。如果人們期望滿足不斷增長的電力需求，就需要充分利用所有可用能源。然而，太陽能和風能的供應在很大程度上依賴于天氣狀況，這意味著它們無法獨自為數(shù)據(jù)中心提供持續(xù)穩(wěn)定電力。在陰天或夜間，許多數(shù)據(jù)中心仍需依賴電網(wǎng)的電力，而電網(wǎng)在很大程度上仍然依賴化石燃料。
像太陽能發(fā)電場和風力發(fā)電場這樣的間歇性可再生能源（VRE）的運行時間大約只占40%。為了保持100%正常運行時間，使用可變可再生能源的數(shù)據(jù)中心必須在陽光充足和風力強勁時提供足夠能源，需要將多余能源儲存起來以備使用；或者需要從調(diào)峰發(fā)電廠獲取電力。然而，僅依賴調(diào)峰電廠或磷酸鐵鋰電池儲能存在以下問題：
?結(jié)構(gòu)缺陷：雖然使用調(diào)峰發(fā)電廠來平衡間歇性可再生能源電力，但無法支撐數(shù)小時甚至數(shù)天的電力需求。磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)可以滿足傍晚的用電波動，但在風力發(fā)電量和太陽能發(fā)電量極低的時期，它們也無法為數(shù)據(jù)中心供電，因為這類電池儲能系統(tǒng)平均只能儲存4小時電量。
?環(huán)境問題：調(diào)峰發(fā)電廠往往是效率最低、污染最嚴重的能源，它們間歇性運行，卻會產(chǎn)生大量溫室氣體排放和空氣污染。
這正是長時儲能系統(tǒng)（可儲存10小時或以上電力）或超長時儲能系統(tǒng)（可儲存100小時或以上電力）變得至關重要的原因。雖然磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)可以應對電力需求日常波動，長時儲能系統(tǒng)需要與現(xiàn)有能源協(xié)同工作，以確保穩(wěn)定的電力供應。
整體靈活性與價值
超長時儲能系統(tǒng)價值遠不止于填補短期電力缺口。它帶來了整體靈活性，從根本上改變了能源流動和發(fā)電基礎設施的管理方式。多日儲能系統(tǒng)直接解決了依賴電池儲能系統(tǒng)應對持續(xù)供電危機的脆弱性問題。它為重大停電和意外事件提供了安全保障，確保電網(wǎng)能夠應對各種挑戰(zhàn)。
長時儲能系統(tǒng)通過以下方式創(chuàng)造價值：
?轉(zhuǎn)移數(shù)日負荷：長時儲能系統(tǒng)直接解決了多日可靠性危機。它通過彌合電池儲能系統(tǒng)的持續(xù)時間與季節(jié)性供需不匹配之間的巨大差距，確保電網(wǎng)在連續(xù)數(shù)日內(nèi)保持穩(wěn)定供電，降低在持續(xù)天氣導致的能源短缺期間出現(xiàn)缺口風險。
?緩解電網(wǎng)擁塞：通過戰(zhàn)略性地部署多日儲能資產(chǎn)，電網(wǎng)可以在能源產(chǎn)生地吸收多余電力，減輕過載輸電線路的壓力。這種在本地運營的儲能系統(tǒng)使電網(wǎng)運行更加高效，避免了由于能源浪費而進行成本高昂、耗時漫長的能源削減。
?釋放輸電價值：長時儲能系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮了現(xiàn)有電力基礎設施的價值。通過將電力流動從擁塞時段轉(zhuǎn)移到低擁塞時段，這些儲能系統(tǒng)為高效能源輸送創(chuàng)造了新機遇。這種方法無需要投入數(shù)十億美元建設新的輸電線路和設備，就能提供輸電服務，確保現(xiàn)有基礎設施投資都得到充分利用。
其核心優(yōu)勢在于，長時儲能系統(tǒng)根本上擴展了電網(wǎng)的運行上限，提供了高持續(xù)時間、高強度的電力。
電網(wǎng)發(fā)展的未來展望
未來能源將以“天”而是“小時”來衡量。持續(xù)時間長達多日的長時儲能系統(tǒng)可以提供彈性、穩(wěn)定性以及成本效益。能源行業(yè)正在擁抱創(chuàng)新，以構(gòu)建一個以安全和可靠為特征的電網(wǎng)。
如今，能源行業(yè)對長時儲能系統(tǒng)進行必要投資，正是在建立現(xiàn)代經(jīng)濟和國家安全所要求的能源獨立性。這一轉(zhuǎn)型的真正遺產(chǎn)將在于協(xié)調(diào)儲能系統(tǒng)所帶來的確定性。它將是一個以彈性和可靠運行為特征的電力系統(tǒng)，造福所有人。
