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中國儲能網訊：將長時儲能系統的應用和收入相匹配的最佳方法是什么？什么是“長時儲能”？什么時候需要部署？

持續放電時間為5小時到1000小時的儲能系統——這是業界對“長時儲能系統”的解釋。這是一個非常寬泛的定義，涵蓋了不同的儲能技術和用例。

在過去的幾個月，公用事業廠商和開發商相繼宣布計劃部署長時儲能項目。英國輸電系統運營商National Grid公司向液態空氣儲能開發商Highview Power公司訂購了一個裝機容量為50MW的液態空氣儲能（系統LAES），該系統的持續放電時間為五個小時，并將于2022年并網運行。而洛克希德·馬丁公司計劃部署一個裝機容量為500kW的液流電池儲能系統，持續放電時間為5個小時，這是該公司的首個長時儲能系統。公用事業廠商Dominion Energy公司日前宣布計劃在美國建設一個裝機容量為800MW抽水蓄能項目，其持續放電時間為10個小時。

目前大多數長時儲能項目似乎有一個共同的特點：它們都超出了持續放電時間范圍的下限，通常能夠以滿功率提供5到10個小時的電力。

德國BASF NB公司在韓國的一家風力發電電場部署的NGK鈉硫電池，可以確保其電力穩定地生產氫氣

所需的持續放電時間越長，長時儲能技術和應用就越具有挑戰性。這是為什么？首先了解一下對長時儲能系統的需求、成本和監管支持，部署長時儲能系統的目標是達到其持續放電時間范圍的上限，可以放電數天甚至數月的時間。為了區別于如今比較常見的長時儲能系統（持續放電5至10小時），以下將持續放電時間10小時的儲能系統稱為“更長時間儲能系統”。

對更長時間儲能系統需求

更長時間儲能系統的應用主要是“能源供應轉移”的一種形式，就是將可再生能源發電設施的電力轉移到電力需求峰值時間，以滿足用戶的電力需求。

采用更長時間儲能系統的一個動機是在可再生能源電力充足的時候可以避免電網阻塞，在陽光或風力不足的時候也能滿足電力需求。另一個動機就是在電力價格低廉的時候充電，在價格高昂的時候放電，這樣做可以節省成本，并且獲取更多利潤。

最后但并非最不重要的一個原因是保障電力供應安全。例如，電力線路發生故障可能會起森林火災，當公用事業公司中停止向具有這樣隱患的地區供電時，用戶將越來越多遭遇臨公共安全停電（PSPS）事件。而這種停電的時間可能持續數天、數周甚至數月。

能源供應轉移可以與其他電力服務（如調峰或平衡服務）疊加在一起，但其主要用例需要始終可用。換句話說，無論天氣狀況、電價高低、供應中斷如何，用戶總是需要安全可靠的更長時間的電力供應，這樣才能從使用更長時間儲能系統中受益。

例如在德國，其冬季的日照時間非常有限，而在此期間風力不足的話，則可再生能源發電設施難以滿足用戶的電力需求。這種現象可能持續數天的時間，通常會導致批發電價上漲。

而在其他國家和地區（例如沙特阿拉伯）則存在季節性電價，用戶在夏季由于采用空調，電力需求比平時更高，從而導致電力需求激增，因此用戶通常會在夏季支付更高的電價。從理論上來說，冬天產生的電力可以在夏天以更高的價格出售。

因此，較長時間儲能系統存在一定的獲利潛力，但是現在帶來的價值仍然比較有限。根據美國電力研究院（EPRI）最近進行的一項研究，對于加利福尼亞州不同充電/放電持續放電時間的能源轉移的收益進行比較，并將其結果更加直觀。鑒于加州獨立系統運營商（CAISO）在2019年的日前綜合能源價格，持續放電時間為4小時的電池儲能系統的獲得利潤是持續放電時間20小時的長時儲能系統的76％。

Highview Power公司部署的50MW/250MWh液態空氣儲能系統（LAES），其部分資金來自英國政府的資助

更長時間儲能系統的成本

長時儲能系統面臨的這一內在挑戰通常被忽略：儲能系統的經濟性通常在很大程度上取決于其在使用期間的循環充電/放電次數。通常情況下，每充放電一次都會獲利。在給定容量下，充放電的次數越多，在其使用壽命期間的可用能量就越高，投資回報也就越高。

而根據這個定義，以放電持續時間更長（如數周或數月）為目標的儲能系統放電次數比較有限。以季節性儲能系統為例：如果在炎熱的夏季，為了滿足更高的需求，通常在冬季存儲太陽能發電設施的電力，并且每年只充電一次，那么電池儲能系統將在夏季會放電，只有到了冬季才會充電。而同樣的邏輯也適用于德國冬季的供電情況，通常一年最多只進行兩次充放電。這顯然將會減少收入。

更長時間儲能系統也可以用于長時甚至短時儲能的應用場景。其充放電次數可能會增加，但是需要與持續放電時較短的電池儲能系統進行競爭，而這對于更長時間儲能系統來說需要具有成本優勢。

更長時間儲能系統獲得成功的因素是：較低的容量邊際成本（需要使用儲量豐富且低廉的儲能介質），功率和容量相互獨立擴展以避免未使用的功率產生額外成本，較低的自放電率，以及在不同利用水平之間切換的高度靈活性。

而只是克服技術障礙，并不能確保其商業運營可行性。創新的長時儲能技術可能面臨債務融資成本和結構的挑戰，其挑戰在于要讓投資者相信，新興技術的商業和運營結構是支持獲得長期收入的基礎，并且其應用在數十年的運營過程中仍然可靠，其信貸可用性可能取決于收入情況。

為了獲得了項目融資，需要全面緩解建設和運營各個方面的風險。長時儲能資產的性能和可靠性必須得到證明，在理想情況下應通過第三方審核、證書、保修協議以及長期論證來證明。在項目開發中采用創新技術時，提供這樣的全面保證可能會很困難：而促進儲能技術部署的投資者進行承銷可以彌補這一缺口。

在這里，看到了新興技術參與政府支持的示范項目的價值，例如英國Highview Power公司部署的裝機容量為50MW壓縮空氣儲能系統，該儲能系統在其首次商業部署中就獲得了企業和政府部門的資助。

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