高峰和低谷耗電差異大,為什麼發電廠不用鋰電池呢? - Yahoo奇摩新聞

日期 2018年08月09日   作者 system
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很快,Moss Landing Power Plant就會成為世界最大的鋰電池項目。在加州Moss Landing港口有一個天然氣發電廠,裡面有兩個500英尺高的煙囪,它是工業的象徵,當日光照耀時,它將長長的影子投射到海邊美麗的小鎮。
如果州監管機構簽字情意,那麼在2020年年末之前,電廠就會變成世界上最大的鋰電子項目,加州電網的風能和太陽能一直不平衡,波動太大,電池工廠可以起到平衡作用。

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這座工廠的規模達到300兆瓦,是太平洋電氣公司(Pacific Gas and Electric)四個大型鋰電池存儲項目中的一個,太平洋電氣公司是加州最大的公共事業公司,6月末,它提出申請,希望加州公共事業委員會能核准項目。一旦建成,電池廠可以存儲大量電力,每月供2700戶家庭使用,換算一下,它的存儲能力相當於加州每年用電量的0.0009%。
因為價格下跌,可再生髮電量增加,全球各地都在修建大型鋰電池存儲基地,加州項目只是其中之一,特斯拉也在南澳大利亞修建電池存儲基地,容量100兆瓦。大家越來越樂觀,未來,巨大的電池會存儲風力電能和太陽能電力,替代更多的化石燃料發電廠。
雖然前景看起來美好,但是有一個問題還沒有解決。電池太貴了,而且壽命也不長,專家認為,這些缺點限制了電池在電網中的作用。當可再生電力越來越多,如果只是依靠電池存儲,而不是讓其它低碳能源也貢獻更大的力量(比如核能、引入低碳技術的天然氣能源),最終成本肯定很高,無法承擔。
小項目
麻省理工學院和阿貢國家實驗室2016年在分析報告中指出,即使是在最好的情況下,現今的電池存儲技術作用也有限,只相當於峰值發電廠的替補。峰值發電廠規模一般比較小,現今主要由由天然氣驅動,可以不間斷運行,當價格下跌、需求增加時,它可以快速啟用。
Form Energy聯合創始人Marco Ferrara認為,在未來5年內,鋰電池在經濟上就可以與峰值發電廠競爭了。Form Energy是從MIT分拆出來的公司,專門開發電網存儲電池。
Marco Ferrara認為:“燃氣峰值電廠將會消亡,鋰電池項目是很好的替代者。”

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許多即將啟動的新鋰電池項目本來就是想取代峰值電廠。在加州地區有兩個天然氣峰值電廠,新的鋰電池存儲項目就是想取代它們。
除此之外,電池項目還有其它問題。2016年的報告指出,如果往電網增加大量電池存儲裝置,收益會急劇下滑。報告認為,對於靈活的大型燃煤發電廠或者天然氣聯合循環電廠來說,將電池存儲裝置與可再生電廠結合效果不好。結合之後,電廠可以在任何時候啟動,不間斷運行,而且輸出的電力可以根據需要變化。
鋰電池太貴是一個缺點,不只如此,它的壽命也有限,當風電、太陽能電力枯竭時,如果想用電池彌補缺口,連續幾天、幾週甚至幾個月彌補,效果並不是理想。
在加州問題尤其明顯,因為在秋天、冬天的幾個月裡,風電和太陽能電力都會迅速減少。
如果可再生電力占到加州電力的80%(一半風電,一半太陽能電力),那到了夏季末時,發電量會大量減少。報告聯合作者Jesse Jenkins認為,這一現狀會帶來一個問題,當可再生電力在電網中的比例達到高時,你需要超多的風能、太陽能電廠全力發電,在高峰時間盡可能多發一些電,這樣才能度過漫長枯竭期。所以說,加州需要大量電池才能將多餘電力存儲起來,以備枯竭時使用。

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加州夢
從長期來看,這些問題是加州無法忽視的。加州已經制定計劃,準備在2020年之前將清潔能源的比重提高到50%,立法機構甚至還考慮到2045年時進一步將比例提高到100%。情況很複雜,1月份,監管機構投票,決定關閉加州最後一座核電廠,它發的電佔太平洋電氣公司能源供應的24%。核電站關閉之後,加州如果想達到目標就會更加依賴可再生能源。
波士頓能源政策智庫Clean Air Task Force認為,在加州,如果想讓可再生電力的比重達到80%,必須在夏天的幾個月收集大量剩餘發電量,相當於存儲電能960萬兆瓦時。如果比重達到100%,需要存儲3630萬兆瓦時。
目前加州存儲的電量只有15萬兆瓦時,主要通過水力發電存儲,只有少量用電池存儲。
如果可再生電力占到加州電力的80%,在夏天高峰期,需要收集800萬兆瓦時的剩餘電力。要生產這麼多的再生電力,而且還要存儲起來,成本肯定是天文數字,如果要讓比重占到50%,每兆瓦時電力的成本約為49美元,如果要達到100%,成本升到1612美元。
這種假設是建立在一個前提之上的:鋰電池價格與現在價格相比下降三分之二。
如果可再生電力占到總電力相當大的部分,加州能源系統的成本肯定會大幅攀升。Clean Air Task Force高級顧問Steve Brick說:“存儲成本會成為系統的主要成本。你要打造龐大的存儲機器,年中時存儲電力,稍後釋放。因為投資太大,實用性不強。”
建設成本太高,肯定會導致消費者電價上升。Brick說:“你必須停下來問一問自己:’有公眾會支持嗎?’”
年初時,Energy & Environmental Science也在報告中指出,如果想讓風電、太陽能電力在美國總電力中佔據80%的份額,有兩種辦法可以選擇,第一種,在全國范圍內建設一個高速傳送系統,在幾百英里遠的範圍內平衡再生電力發電量,第二種方案,讓整套系統存儲12小時的電力。
如果按照目前的價格計算,建立一個此等規模的電池存儲系統至少需要2.5萬億美元。
高昂的價格
當然,建設更便宜、更棒的網格存儲系統是有可能的,研究人員、創業公司已經在研究各種可能性。Form Energy最近拿到了Breakthrough Energy Ventures的投資(它的資金來自蓋茨),公司正在開發水硫流電池,使用壽命更長,成本只有鋰電池的五分之一。
Ferrara通過建模發現,如果電池成功推向市場,在大多的電網內可以讓再生電力占到需求的90%,成本只比今天高一點點。
不過Ferrara認為,如果將賭注押在這樣的電池突破上,風險相當大,即使Form Energy或者其它公司推出產品,一旦超出90%的比例,成本也可能會上升很多很多。
Jenkins說:“風險在於,如果想讓電力深度脫碳,成本可能會上升到很高的程度,讓公眾無法承受,不能朝著零碳排放的目標繼續前進。”
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來源出處:36氪


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