降低成本 储能技术应用需要获得更多创新与投资

想象一下，如果未来的大部分能源需求通过太阳能和风能来满足。那么在夜晚或风力不足的时候将会面临严重的电力不足。除非未来的电力系统成为一个巨大的“超级电网”，全球各地连接大量的电力线路，当某地电力不足时，另一个地方可以即时供应。随着新兴技术的进步和发展，电池储能技术可能彻底改变人们生产和消费电力的方式。

传统上，电池储能系统被认为过于昂贵并且无法为电网公用事业部门和客户提供充足的电能。然而，这种经济学正在迅速变化。随着电动汽车成为市场主流，法国、中国和英国等全球主要的经济体逐步淘汰使用汽油和柴油的车辆，市场对锂离子电池的需求激增。与此同时，在美国的加利福尼亚，太阳能发电如今为近500万个住宅用户提供电力，当地的住宅和公用事业运营商提供的电网规模储能项目正在降低能源成本。

最近发表在《自然能源》杂志（Nature Energy）上发布的一份研究报告中指出，储能价格上比太阳能发电或风力发电下降得更快。这个研究模拟了太阳能发电、风力发电和电池储能系统组合在未来发生的各种情况，并展示了这些系统在电网方面如何与化石燃料发电厂开展竞争。在研究和开发方面的公共投资和私有投资对实现这一目标至关重要，但美国联邦预算提案中资金不足，这可能对寻找低成本解决方案让电网更加清洁受到严重影响，不利于环境保护和公共健康。

如今在加利福尼亚州，许多住户的住宅安装太阳能电池板，连接电网的发电厂不必生产太多电力，可以通过关闭一些传统发电机来节省能源。然而，一旦大多数人晚上用电，而太阳能发电和风力发电不足时，加利福尼亚州的电网运营商将面临两难选择：如何应对不断增长的电力需求，从而减少电网电力使用量？天然气峰值发电厂通常被要求提供备用电源，并保持电网可靠性以防止可能的电力中断。然而，与联合循环燃气轮机产生的电力相比，天然气发电效率偏低。

特斯拉公司Powerwall电池目前的价格约为350美元/千瓦时。对于许多客户来说，其价格仍然是遥不可及。然而，美国能源部在2020年之前设定了100美元/千瓦时电池储能的目标。这是可以实现的。研究发现，锂离子电池的价格从20世纪90年代初每千瓦时10,000美元下降到几百美元，其创新的步伐令人印象深刻。

电池储能的一个例子在于低估了太阳能发电的潜力。过去十年中太阳能电池板的安装量大大超过了专家预测。而为了充分利用电力，人们需要开展投资研究，以降低储能成本，以便随时使用太阳能或风能。

特斯拉公司采用锂离子电池的故事并不是唯一的例子。德国柏林计划在安装一个功率为120兆瓦的液流电池储能系统，以支持风能和太阳能的发展。加利福尼亚州已经制定了美国电网的第一个“储能任务”政策，要求公用事业公司到2020年采购1.325 GW的储能产品，并且有多种储能选择，并不限于锂离子电池储能系统。人们在未来可能会看到配电系统将部署小型飞轮提供短时间的电力，并与液流电池相结合，提供多小时储能，可在电力高峰需求期间为办公楼或数据中心供电。

想象一下，如果人们可以使用太阳能和风能而不必考虑是否供应不足的话，那么就可能完全淘汰化石燃料的发电厂。这提供了一种低碳的电力选择，它比煤炭发电或天然气发电环保，并且使用可以按需控制的电池储能系统，同时可以在几秒钟内响应。

但这说起来容易做起来难。为什么没有采用储能系统？正如研究表明的那样，这种选择需要具有财务可行性，人们在部署和转型低碳技术方面需要获得创新和投资。