中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日前，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)生產(chǎn)商N(yùn)oon Energy公司執(zhí)行副總裁Aric Saunder撰文指出，美國(guó)需要將短時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)與多日儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)合起來，以建立安全可靠的電網(wǎng)運(yùn)行。
在21世紀(jì)10年代，柴油發(fā)電機(jī)是電網(wǎng)、家庭和商業(yè)建筑的主要備用電源。當(dāng)時(shí)，由于生產(chǎn)成本高昂，并且電池在充放電方面被認(rèn)為存在局限性（而充放電是公用事業(yè)規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵要求），電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用十分有限。
但在過去15年里，電池儲(chǔ)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(yīng)用，如今已被視為能源存儲(chǔ)的成熟技術(shù)。像磷酸鐵鋰電池（LFP）這樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)為支撐替代能源奠定了基礎(chǔ)。為滿足現(xiàn)代電力基礎(chǔ)設(shè)施需求，電池儲(chǔ)能技術(shù)如今正在快速發(fā)展和進(jìn)化。
現(xiàn)代能源需求
以能源消費(fèi)者之一的數(shù)據(jù)中心為例：預(yù)計(jì)到2030年，美國(guó)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的裝機(jī)容量將達(dá)到130GW。開發(fā)商深知這一點(diǎn)，因此截至到2024年第三季度底，美國(guó)數(shù)據(jù)中心行業(yè)已簽約采購(gòu)了50GW清潔能源的電力，其中29GW來自太陽能發(fā)電場(chǎng)，13GW來自風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。預(yù)計(jì)到今年年底，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量將是風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的兩倍，因?yàn)榻刂?024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(zhǎng)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(fēng)能的供應(yīng)在很大程度上依賴于天氣狀況，這意味著它們無法獨(dú)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(chǎng)和風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)這樣的間歇性可再生能源（VRE）的運(yùn)行時(shí)間大約只占40%。為了保持100%正常運(yùn)行時(shí)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(fēng)力強(qiáng)勁時(shí)提供足夠能源，需要將多余能源儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)甚至數(shù)天的電力需求。磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以滿足傍晚的用電波動(dòng)，但在風(fēng)力發(fā)電量和太陽能發(fā)電量極低的時(shí)期，它們也無法為數(shù)據(jù)中心供電，因?yàn)檫@類電池儲(chǔ)能系統(tǒng)平均只能儲(chǔ)存4小時(shí)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(yán)重的能源，它們間歇性運(yùn)行，卻會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體排放和空氣污染。
這正是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)（可儲(chǔ)存10小時(shí)或以上電力）或超長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)（可儲(chǔ)存100小時(shí)或以上電力）變得至關(guān)重要的原因。雖然磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以應(yīng)對(duì)電力需求日常波動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)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(yīng)。
整體靈活性與價(jià)值
超長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值遠(yuǎn)不止于填補(bǔ)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(dòng)和發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施的管理方式。多日儲(chǔ)能系統(tǒng)直接解決了依賴電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)對(duì)持續(xù)供電危機(jī)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(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)通過以下方式創(chuàng)造價(jià)值：
?轉(zhuǎn)移數(shù)日負(fù)荷：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)直接解決了多日可靠性危機(jī)。它通過彌合電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)時(shí)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(dǎo)致的能源短缺期間出現(xiàn)缺口風(fēng)險(xiǎn)。
?緩解電網(wǎng)擁塞：通過戰(zhàn)略性地部署多日儲(chǔ)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(yùn)營(yíng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)使電網(wǎng)運(yùn)行更加高效，避免了由于能源浪費(fèi)而進(jìn)行成本高昂、耗時(shí)漫長(zhǎng)的能源削減。
?釋放輸電價(jià)值：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮了現(xiàn)有電力基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值。通過將電力流動(dòng)從擁塞時(shí)段轉(zhuǎn)移到低擁塞時(shí)段，這些儲(chǔ)能系統(tǒng)為高效能源輸送創(chuàng)造了新機(jī)遇。這種方法無需要投入數(shù)十億美元建設(shè)新的輸電線路和設(shè)備，就能提供輸電服務(wù)，確保現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施投資都得到充分利用。
其核心優(yōu)勢(shì)在于，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)根本上擴(kuò)展了電網(wǎng)的運(yùn)行上限，提供了高持續(xù)時(shí)間、高強(qiáng)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(shí)”來衡量。持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)多日的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)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(gè)以安全和可靠為特征的電網(wǎng)。
如今，能源行業(yè)對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行必要投資，正是在建立現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全所要求的能源獨(dú)立性。這一轉(zhuǎn)型的真正遺產(chǎn)將在于協(xié)調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)所帶來的確定性。它將是一個(gè)以彈性和可靠運(yùn)行為特征的電力系統(tǒng)，造福所有人。
