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多种储能技术成本趋势
储能技术有两个关键特征功率容量和能量容量,分别对应了单位功率成本和单位能量成本。在电力成本中储能容量成本比储能功率成本更为关键。该研究重将储能技术分为两类。
一类储能技术采用高功率成本(1000美元/千瓦)和低储能容量成本(20美元/千瓦时)进行建模。其中包括抽水蓄能、压缩空气储能、和一些液流电池等,这些电池利用大量溶解在水中的廉价和丰富的元素来储存能量。它们的能量密度通常比第二类储能技术更低,但由于它们的储能容量成本更便宜,更利于应用在长时间电网储能。
二类储能技术采用相对较低的电力功率成本(700美元/千瓦)和较高的容量成本(150美元/千瓦时)进行建模。这类储能技术包括先进的锂离子电池、其他电化学产品、飞轮储能和超级电容器等,它们更适合于短时间、高功率的应用,比如电动汽车或电器。据此前报道到2030年,固定应用的锂离子电池的总安装成本将下降到145美元/kWh~480美元/kWh,但取决于电池的化学性质。锂离子电池下降空间是有限的。
研究人员通常将储能技术的原材料成本视为其总成本的最低限制条件,因为制造和运输成本可以随着规模的扩大而降低,但材料成本却很难控制,仅锂离子电池所涉及的材料成本就很高,这些材料可能永远不会达到20美元/kWh。不过降至150美元/kWh的范围内是可行的。(未来很快就会有几个GW的电动汽车动力电池退役,这种退役电池仍有剩余价值,目前各国正在研究将它们用于电网储能,这样储能成本可进一步降低)
Irena的报告曾提到:两种主流液流电池技术——全钒液流电池和锌溴液流电池——在2016年的总安装成本在315美元-1680美元/kWh之间,到2030年,他们的成本预计将降至108美元-576美元/kWh之间。”这也在我们的目标范围内。(目前有些液流电池企业已经声称要突破这个价格。)高温钠硫电池和钠镍电池也已经存在一段时间了,它们到2030年成本可降低75%。
其中钠硫电池安装成本降低到120-330美元/kWh之间,同时,钠镍高温电池的储能安装成本可能会从目前的315-490美元/千瓦时,到2030年将降至130美元-200美元/千瓦时之间。
压缩空气储能的成本是相对固定的,因为它们主要依赖于输送空气的空间。一般的安装成本估计约为50美元/kWh,如果有现成的空间可利用,储能成本可能会降至40美元/kWh。
还有一些储热方案,比如目前越来越流行将电作为熔盐中的热量储存,据报道储能成本低至50美元/千瓦时。
参考文献:Storage Requirements and Costs of Shaping Renewable Energy Toward Grid Decarbonization
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