必須降低多少能源存儲成本才能達(dá)到可再生能源的全部潛力

能源儲存成本對于確定可再生能源對電力脫碳的貢獻(xiàn)至關(guān)重要。但能源儲存成本必須下降多少?在8月7日發(fā)表在Joule雜志上的一項(xiàng)研究中，麻省理工學(xué)院的研究人員回答了這個問題。他們量化了存儲技術(shù)的成本目標(biāo)，使太陽能和風(fēng)能與存儲能夠與其他按需能源達(dá)到競爭力。他們還研究了哪些電池和其他技術(shù)可能達(dá)到這些目標(biāo)。

“關(guān)于多少可再生能源可以促成電力深度脫碳的爭論的核心不確定因素之一是能夠改善多少儲能的問題”資深作者Jessika Trancik說道，他是能源研究的副教授。麻省理工學(xué)院。“關(guān)于能源儲存成本的不同假設(shè)是許多評估之間存在重大分歧的原因，但對于哪些成本實(shí)際上具有競爭力以及這些成本與目前正在開發(fā)的存儲技術(shù)相比如何知之甚少。因此，我們決定解決這個問題。腦袋上。”

“量化能源儲存的成本目標(biāo)需要一種新的見解，”Trancik說，“關(guān)于可再生能源供應(yīng)的模式以及供應(yīng)的波動與電力需求情況相比如何。大型但不頻繁的太陽能和風(fēng)能短缺事件對于確定可再生能源可靠地滿足需求需要多少儲存至關(guān)重要，了解這些事件的特征非常重要。

在論文中，Trancik和她的同事們估計了使用存儲以及風(fēng)能和太陽能在二十年內(nèi)可靠地提供各種輸出配置的成本。然后，他們估算了能源儲存的成本目標(biāo)，使工廠能夠通過傳統(tǒng)電力來實(shí)現(xiàn)成本競爭力。他們還根據(jù)估計的成本目標(biāo)評估了當(dāng)前和未來的儲能技術(shù)。

研究人員的模型通過使用任何存儲和太陽能組合來優(yōu)化存儲成本，風(fēng)能提供最低的電力成本。這通常意味著相對于預(yù)期輸出超大太陽能和風(fēng)能，以減少所需的存儲量。

該分析還探討了區(qū)分各種存儲選項(xiàng)的特征。一些技術(shù)更適合于以低成本低成本地存儲大量能量但以較低功率緩慢輸出，而其他技術(shù)可以經(jīng)濟(jì)有效地存儲較少量的能夠以高功率快速放電的能量。因此，該模型需要捕捉這些差異，Trancik說。

研究發(fā)現(xiàn)，能量存儲容量低于20美元/千瓦時的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)成本競爭力的基本負(fù)載功率，該功率在20年內(nèi)始終可用，盡管該目標(biāo)隨目標(biāo)輸出分布和位置而變化。他們發(fā)現(xiàn)，電力成本對存儲能量成本的影響要大于電力容量。

研究表明，“降低材料和制造成本對于降低儲能能力成本至關(guān)重要，”Trancik說。“我們估計的數(shù)值目標(biāo)，隨地點(diǎn)而變化，可能意味著相對于當(dāng)今的技術(shù)，存儲成本下降了90%。這是一個很大的下降，但有些技術(shù)往往會有很大改善，正如我們在太陽能的情況下看到的那樣例如，面板。“

“然而，重要的是，還有另一個因素可以大大提高這一目標(biāo)，并允許更昂貴的技術(shù)以更具成本競爭力的方式存儲可再生能源，即在很小的時間內(nèi)使用補(bǔ)充技術(shù)，”Trancik說。研究人員報告說，允許可再生能源系統(tǒng)無法滿足20年內(nèi)僅有5%的工作時間需求可以將可再生電力成本減半。

Trancik說：“我們需要弄清楚如何在剩余的5%時間內(nèi)供電。這是我們需要集中力量的地方。這可能通過補(bǔ)充發(fā)電技術(shù)或需求方管理來實(shí)現(xiàn)。” 擴(kuò)大電力輸電網(wǎng)也有助于緩解可再生能源供應(yīng)的波動，她說。

該團(tuán)隊正在探索低成本和低碳補(bǔ)充技術(shù)的選擇。他們還致力于模擬某些研究方向和規(guī)模經(jīng)濟(jì)如何幫助降低電池技術(shù)成本。