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閱讀：131發(fā)布時(shí)間：2024-2-21
編者按：本文來源于Tamarindo，鳴謝自主研制NTC芯片的特普生儲能CCS集成溫度采集母排的技術(shù)支持，感謝特普生海外技術(shù)翻譯官林博女士！
如果說有一件事將儲能行業(yè)團(tuán)結(jié)在一起，那就是哪種類型的存儲技術(shù)將成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動力的不確定性。事實(shí)上，一些在特定類型的存儲技術(shù)上押下重注的公司人坦率地承認(rèn)，我們的未來通過多種版本的組合來服務(wù)，無論是鋰離子、抽水蓄能、鈉離子電池還是壓縮空氣或天然氣。
然而，盡管人們認(rèn)為，隨著經(jīng)濟(jì)體以大幅減少碳排放為目標(biāo)，不同存儲技術(shù)的結(jié)合是必要的，但缺乏技術(shù)得明確性實(shí)際上可能會阻礙能源存儲的更廣泛部署。事實(shí)上，DNV 在 2023 年進(jìn)行的一項(xiàng)研究（對 400 多名高級能源專業(yè)人士進(jìn)行了調(diào)查）得出的結(jié)論是，“對技術(shù)缺乏共識"是未來一年儲能增長的五個(gè)障礙之一（參見以下圖表）。
鋰離子電池和抽水蓄能是目前的主要存儲類型。抽水蓄能水電是部署泛的儲能類型——根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，2021年抽水蓄能水電總裝機(jī)容量約為160吉瓦。同時(shí)，IEA表示，抽水蓄能發(fā)電2020年水電裝機(jī)容量約為8,500吉瓦時(shí)， 占蓄電總量的90%以上。
目前安裝了多少鋰離子電池存儲？根據(jù) IEA 的數(shù)據(jù)，截至 2022 年底，電網(wǎng)規(guī)模電池儲能總裝機(jī)容量接近 28GW，估計(jì)其中約 90% 是鋰離子電池儲能，即約為 25.2 GW。
但是，除了抽水蓄能和鋰離子電池之外，這兩種技術(shù)將是從現(xiàn)在到 2030 年的新興存儲技術(shù)。塔馬林多的 能源存儲報(bào)告 提供了值得關(guān)注的技術(shù)概要：
熱能儲存（TES）系統(tǒng)可以使用不同的材料。TES 通常分為三類之一：顯熱（例如水和巖石）、潛伏（水/冰和鹽水合物）；和熱化學(xué)反應(yīng)（例如，化學(xué)反應(yīng)和吸附過程，即一種物質(zhì)附著到另一種物質(zhì)上的物理或化學(xué)過程）。顯存儲涉及溫度的升高或降低，而潛存儲發(fā)生在材料的相發(fā)生變化（例如，固態(tài)到液態(tài)或液態(tài)到氣態(tài)）而溫度沒有變化的情況下。在材料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或吸附過程的情況下，熱量可以 從材料吸收或釋放。熱能儲存的主要來源包括熱泵以及發(fā)電廠和廢物產(chǎn)生的熱量。2020年熱能存儲市場價(jià)值為208億美元，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到513億美元， 2021年至2030年復(fù)合年增長率（CAGR）為8.5%。在最近的發(fā)展中，總部位于澳大利亞的 MGA Thermal 獲得了 825 萬美元的資金，用于擴(kuò)展其包含熱塊的長期儲能系統(tǒng)。與此同時(shí)，今年 4 月，以色列熱能存儲公司 Brenmiller Energy 與“大的清潔能源生產(chǎn)商之一"和 Green Enesys Group 簽署了一份不具約束力的條款清單，以期達(dá)成一項(xiàng)最終協(xié)議，共同確定：通過使用可再生能源和布倫米勒的熱能存儲系統(tǒng)來建設(shè)和加速電氣化。另一方面，7 月份，西班牙政府生態(tài)轉(zhuǎn)型和人口挑戰(zhàn)部 (MITECO) 表示，將為蓄熱項(xiàng)目提供 1.8 億歐元。
2021年壓縮空氣儲能市場估值為40億美元，預(yù)計(jì)到2031年將達(dá)到318億美元， 2022年至2031年復(fù)合年增長率為23.6%。該市場的發(fā)展包括 Hydrostor 與采礦項(xiàng)目開發(fā)商 Perilya 簽訂了一項(xiàng)具有約束力的協(xié)議，利用 Perilya 位于澳大利亞布羅肯希爾的 Potosi 礦的現(xiàn)有采礦資產(chǎn)來支持 Silver City Energy Storage (SCES) 項(xiàng)目的建設(shè)。與此同時(shí)，今年 7 月，Corre Energy 與德克薩斯州儲能開發(fā)商 Contour Energy LLC 簽訂了協(xié)議，收購 ERCOT 西德克薩斯地區(qū)的 280MW 壓縮空氣儲能項(xiàng)目，該項(xiàng)目包括三個(gè)預(yù)建鹽穴。在其他地方，今年 4 月，英國政府能源安全和凈零部向 Cheesecake Energy 提供了 940 萬英鎊的資金，用于測試其 FlexiTanker 技術(shù)，該技術(shù)利用熱能和壓縮空氣儲能相結(jié)合的方式來儲存電力。此外，去年11月，有消息稱澳大利亞能源開發(fā)商Sunshine Hydro和Energy Estate將在維多利亞州開發(fā)高達(dá)4.5GW的長期儲能——根據(jù)協(xié)議條款，計(jì)劃探索利用包括壓縮空氣儲存在內(nèi)的一系列技術(shù)。去年 10 月，英國壓縮空氣儲能公司 Innovatium UK 等 20 家公司獲得了英國凈零技術(shù)中心 800 萬英鎊資金的份額，作為其 2022 年開放創(chuàng)新計(jì)劃的一部分。
2022年鉛酸電池市場價(jià)值為278.2億美元，預(yù)計(jì) 到2030年將達(dá)到478億美元。相對于競爭對手技術(shù)的優(yōu)勢包括安全性和成本效益。鉛酸電池的使用壽命也很長。一些研究表明，在某些情況下， 與鋰離子電池相比，鉛酸電池的經(jīng)濟(jì)性更佳，盡管觀點(diǎn)存在分歧。上個(gè)月，能源存儲系統(tǒng)制造商 EnerSys 宣布同意簽署一項(xiàng)價(jià)值 9180 萬美元的協(xié)議，向美國供應(yīng)用于核潛艇的薄板純鉛 (TPPL) 電池。其他的市場參與者包括 Exide Industries Limited、East Penn Manufacturing Company、Narada Asia Pacific、Amara Raja Batteries 和 Leoch International Technology Limited。不利的一面是， 鉛酸電池引發(fā)了許多健康和安全問題 ，其制造和運(yùn)輸受到嚴(yán)格監(jiān)管。
資料來源：Vantage 市場研究
氧化還原液流電池是一種電化學(xué)儲能裝置，通過工作流體的可逆氧化和還原將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。據(jù)預(yù)測， 到2034年，氧化還原液流電池市場價(jià)值將達(dá)到28億美元。到2031年，預(yù)計(jì)亞太地區(qū)的釩氧化還原液流電池年能源容量將達(dá)到14.5 GWh左右，而北美預(yù)計(jì)將達(dá)到5.8 GWh，西歐預(yù)計(jì)將達(dá)到9.3 GWh。最近的進(jìn)展是，上海電氣旗下儲能子公司上海電氣儲能科技有限公司在 A 輪融資中籌集了 4 億元人民幣（5400 萬美元），以發(fā)展其儲能業(yè)務(wù)，其中包括建設(shè)可用于兆瓦級的 100Mbps 電堆集裝箱式全釩氧化還原液流電池儲能系統(tǒng)。與此同時(shí)，今年早些時(shí)候，住友電氣工業(yè)公司透露，計(jì)劃擴(kuò)大其在美國的氧化還原液流電池業(yè)務(wù)，初始投資約為760萬美元，以“為氧化還原液流電池的本地生產(chǎn)和安裝系統(tǒng)做好準(zhǔn)備"。今年 8 月，總部位于慕尼黑的儲能系統(tǒng)提供商 VoltStorage 從歐洲投資銀行獲得了 3000 萬歐元的風(fēng)險(xiǎn)債務(wù)，用于商業(yè)和農(nóng)業(yè)用釩氧化還原液流電池的開發(fā)和商業(yè)化。在最近的另一項(xiàng)進(jìn)展中，美國國防創(chuàng)新單位（DIU）與美國空軍和美國合作，授予了使用CellCube兆瓦級釩氧化還原液流電池和管理系統(tǒng)的原型合同，該系統(tǒng)將部署“集成化"一份聲明稱，用于連接和平衡與和陸戰(zhàn)隊(duì)合作托管的基地能源系統(tǒng)的硬件和軟件"。
2021年鈉離子電池市場價(jià)值為3億美元，預(yù)計(jì)到2031年將達(dá)到12億美元， 2022年至2031年復(fù)合年增長率為15.9%。鈉離子電池的優(yōu)點(diǎn)包括制造成本低（特別是與鋰離子電池相比），因?yàn)榈貧ず秃Ｋ泻胸S富的鈉。最近的事態(tài)發(fā)展顯示， Peak Energy 是一家為電網(wǎng)開發(fā)鈉離子電池存儲技術(shù)的美國公司，該公司在 Eclipse 領(lǐng)投的 1000 萬美元融資之后啟動，戰(zhàn)略合作伙伴 TDK Ventures 也大力參與。與此同時(shí)，其他市場觀察人士聲稱鈉離子電池將“塑造未來"。
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