在可再生能源的加速发展中，电网规模的电池存储正在兴起

在技​​术进步的推动下，设施正在建设中，其存储系统可以容纳足够的可再生能源，为数十万个家庭供电。“大电池”技术的出现解决了绿色能源的主要挑战，即风能和太阳能的间歇性。
 

在一个巨大的涡轮机建筑内，目前正在准备运行一个300兆瓦的锂离子电池，另外一个100兆瓦的电池将在2021年投入使用。加在一起，他们将能够释放足够的电能，为大约30万加州家庭供电。在晚上，热浪，并在能源供不应求其他时间四个小时，根据项目的开发商瑞致达能。

这些不是即将在Moss Landing工厂运行的唯一超大型电池。海湾地区称，由256个特斯拉超级电池组产生的另外182.5兆瓦的电能计划于2021年中期开始送入加利福尼亚的电网，并计划最终在该地点增加足够的容量，为附近旧金山的每个家庭供电6个小时。拥有和运营该系统的地区公用事业公司Pacific Gas＆Electric。在加利福尼亚州的其他地方，今年圣地亚哥的一个250兆瓦存储项目上线，旧金山附近的150兆瓦系统已经开始建设，长滩的100兆瓦电池项目已接近完成，以及其他许多州都处于该州的各个发展阶段。

加利福尼亚州目前是高容量电池部署的全球领导者。

在价格急剧下降和技术进步的推动下，网格技术使美国和世界范围内的电池市场都出现了创纪录的增长。许多收益来自汽车工业为电动汽车制造更小，更便宜，更强大的锂离子电池的竞赛。在美国，州清洁能源指令以及与太阳能装置配对的存储系统的税收优惠政策也发挥着重要作用。

加州目前是努力平衡电网中可再生能源与大容量电池的间歇性方面的全球领导者。但是世界其他地区正在迅速效仿。最近宣布的计划包括南佛罗里达的409兆瓦系统，英国伦敦附近的320兆瓦发电厂，立陶宛的200兆瓦发电厂和智利的112兆瓦发电厂。

大规模部署存储可以克服可再生能源的最大障碍之一-它在日照或刮风时供过于求，以及日落或刮风时供不应求之间循环。支持者说，通过消除供需之间的不平衡，电池可以代替化石燃料的“高峰”工厂，而这些工厂每天在能源需求飙升的情况下投入数小时。专家说，广泛的储能是扩大可再生能源覆盖面和加快向无碳电网过渡的关键。

“储能实际上是通向清洁能源未来的真正桥梁，”加州太阳能和储能协会执行董事Bernadette Del Chiaro说道。
 

法国第戎附近的丰泰内勒的电池存储设施。 通过GETTY IMAGES拍摄PHILIPPE DESMAZES / AFP

未来到达的速度很大程度上取决于成本继续下降的速度。根据美国能源信息署（US Energy Information Administration）的数据，美国公用事业规模的电池存储价格已经暴跌，在2015年至2018年间下降了近70％。锂离子电池化学技术的进步显着改善了性能，从而使价格急剧下降。功率容量迅速扩展，电池可以在更长的时间内存储和释放能量。市场竞争和电池产量的上升也起着重要作用。美国国家可再生能源实验室（ US National Renewable Energy Laboratory）的一项预测显示，锂离子电池的中端成本在2018年至2030年之间将再降低45％。

储能技术提供商Fluence的市场应用总监Ray Hohenstein说：“我们几乎完全背负了锂离子电池技术的增长，这主要是由电动汽车和消费电子产品推动的。”吉瓦（1,000兆瓦）计划在一年内在加利福尼亚上线。Hohenstein说，用于这些应用程序的研究经费正在全面降低成本。“就像我们在太阳能电池板上看到的一样。”

在加利福尼亚州，电池价格的下跌，加上该州在2045年之前向无碳电网的积极推动，导致了一系列的存储项目。2013年的一项法案设定了到2020年对该州电网投入1.325吉瓦存储的目标。根据加州公众的说法，目前已批准1.5吉瓦的项目（包括迄今已安装的500兆瓦以上），这一目标已经被超越公用事业委员会。尽管没有确切的数字来说明加州要实现无碳目标需要多少存储量（数量取决于未来的技术组合，能源使用和其他变化因素），但一些分析估计至少有30吉瓦的公用事业规模到2045年将需要存储。

在美国，今年迄今为止已安装了创纪录的1.2吉瓦的存储。

当巨大的Moss Landing项目在2021年中期全面投入运营时，它将使加利福尼亚州的能源存储量增加一倍以上。其他几个州也正在着手进行大型储能项目。其中：纽约的316兆瓦Ravenswood项目将能够为850,000多个家庭供电长达8个小时，以取代纽约市皇后区的两个天然气调峰装置。计划在南佛罗里达州使用的409兆瓦海牛系统将由相邻的太阳能发电厂充电。该设施被公用事业公司佛罗里达电力与电力公司（Florida Power＆Light）吹捧为世界上最大的太阳能电池系统，将取代两台老化的天然气发电装置。

根据自然资源研究和咨询公司伍德·麦肯兹（Wood MacKenzie）的数据，今年迄今为止，全国范围内已安装了创纪录的1.2吉瓦的存储。预计该数字在未来五年内将急剧增长，到2025年将升至近7.5吉瓦。美国能源存储协会首席执行官Kelly Speakes-Backman表示，到2020年，电池存储的增加将增加一倍，如果再增加三倍不是因为Covid-19大流行造成的建设放缓。

尽管在可再生能源开发领域处于领先地位，但欧洲在加入存储方面进展缓慢。“总的来说，欧洲要保守一些。” IDTechEx（一家专门研究新兴技术的英国市场研究公司）的分析师丹妮尔•加蒂（Daniele Gatti）说。欧洲的储能发展受到政府拍卖主导的电力市场的限制，而政府拍卖往往低估了储能的价值。尽管如此，一些大型电池项目仍在形成中，包括将在伦敦附近的新港口设施中建造的320兆瓦网关系统。
 

Hornsdale Power Reserve，位于南澳大利亚的100兆瓦电池存储设施。 信用：特斯拉

全球范围内，Gatti预测储能将快速增长，在未来十年内将达到1.2兆瓦（1200吉瓦）。主要参与者包括澳大利亚，澳大利亚在2017年成为第一个使用100兆瓦Hornsdale电力储备在其电网上安装主要电池存储的国家，现在正计划在维多利亚附近再增加300兆瓦。新系统将根据需要在各州之间分配电力，从而最大程度地提高现有传输基础设施的效率，并减少建立大多数时间都处于闲置状态的新电力线的需求。在德国和其他地方，类似的项目也在加紧进行，突显了电池作为传输工具的新兴作用。

而沙特阿拉伯刚刚宣布要赶超莫斯兰丁的地位，成为全球最大的电池与该国西海岸的一个巨大的太阳能加存储系统。该设施将全天候提供100％的可再生能源给沿红海建造的50家酒店和1300所房屋的度假胜地。

根据最近的一份报告得出结论，到2035年，美国大多数化石燃料发电厂将达到其使用寿命，专家称，工业规模储能的快速增长迫在眉睫。彭博NEF的可再生能源系统专家Yiyi Zhou表示，将可再生能源与电池存储相结合已经是在经济上可行的替代方案，可用于建造新的天然气调峰器工厂。将发电与存储配对使用特别适合与太阳能配合使用，太阳能通常遵循可预测的每日模式。在美国，成本也得到了联邦投资税收抵免的帮助。，为新的太阳能装置提供30％的退税。周说，实际上，随着越来越多的太阳能进入电网，运行天然气工厂的成本实际上在上升。

电池已开始达到使可再生能源替代中型天然气发电机的规模。

“这主要是因为由于太阳的渗透，它们现在被迫循环开和关得多，” Zhou说。“这增加了磨损，并缩短了使用寿命。”

霍恩斯坦说，电池甚至开始达到约200兆瓦的尺寸，使可再生能源替代中小型天然气发电机。霍恩斯坦说：“现在，我们能够真正地构建这些混合资源-太阳能，储能，风能，并完成传统上由化石燃料发电厂完成的工作。”他的公司看到了对如此大型项目的浓厚兴趣。

国家可再生能源实验室的能源分析师韦斯利·科尔说，增加存储还可以使可再生能源更有利可图。“可再生能源面临的挑战之一是，您投入电网的次数越多，价值下降的幅度就越大，”科尔说。储存可通过吸收当天中午电力需求较低时会损失的多余能量，并将其转移到更有价值的时间来解决这一问题。

尽管储能在诸如加利福尼亚这样的高价值市场蓬勃发展，但电池价格仍需要进一步下降才能实现大规模的全球部署。在美国，支持者希望即将上任的拜登政府采取更有利的能源政策，包括延长投资税收抵免政策（将商业太阳能系统的税收抵免额度降低至10％，到2022年将住宅太阳能的税收抵免额度降低）并将惠益扩大至单机存储。

然而，即使没有进一步的激励措施，分析人士仍然乐观地认为，电池价格最终将下降到足够低的水平，以广泛地用于储能领域。

Cole说：“我们认为存储在我们所关注的每个未来中都是重要的角色。” “不只是一两个吉瓦……而是几十到数百吉瓦。”

作者 Cheryl Katz 编译 陈讲运