電池儲能技術(shù)如何助力脫碳

 

我們來看一下美國整個目前發(fā)電的比例情況，那么美國一年的風(fēng)電和太陽能發(fā)電之和占到全國年發(fā)電量的比例是從2018年的約8%一直在增加，到去年2021年占比達到了12%，就是風(fēng)電和太陽能光伏加起來。同期，煤電是由28%降低了22%，從18年到2021年。天然氣的話，因為它這些年的發(fā)展很快，包括美國本國內(nèi)的天然氣開采的量也越來越多，所以天然氣發(fā)電不斷的替代了煤電，所以天然氣發(fā)電從2018年占發(fā)電系統(tǒng)的總比例有35%增加到38%，超過1/3的電力都是來自于天然氣?？梢妼崿F(xiàn)2030年和2050年的短期和長期的氣候目標(biāo)，美國需要盡快減少煤電的比例，其次是減少天然氣發(fā)電的比例。

 

這一過程當(dāng)中，電池儲能和其它儲能就需要發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)然今天我主要談的是電池儲能，其它儲能方式包括抽水蓄能，也是類似的方式，在電價比較低的時候，把水從低處抽到高處，但電價高的時候，再把高出水放下來，去賣掉，賣到電網(wǎng)上來換取差價，另外還有綠色氫能也有類似的情況。

 

我們看到既然有這樣明顯的這種政策的激勵，和它本身在電力系統(tǒng)調(diào)度當(dāng)中所具備的一些優(yōu)勢，那么我們要簡單的去看一下，如果到2030年美國能夠?qū)崿F(xiàn)3,000萬千瓦的電池儲能電站的建設(shè)的話，它可以有怎樣的一種氣候影響？當(dāng)然我這邊會補充一點，在目前來看的話，美國有兩個州是在發(fā)展電池儲能電站方面走得最快的，一個是深藍州，加利福尼亞州，一個是深紅州，德克薩斯州。一個是民主黨占主要的州，一個是共和黨占主要的州。這兩個州很有意思的，加州是在氣候政策方面是在全美是領(lǐng)先的，德克薩斯州雖然沒有領(lǐng)先，但是德克薩斯州在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，它的風(fēng)電裝機，還有電網(wǎng)的建設(shè)和電網(wǎng)的調(diào)度各方面也在美國居于領(lǐng)先的地位。所以這兩個州如果能夠在電池儲能方面，在未來5~8年時間做出一些成績的話，可能會帶動美國更多的州加大電池儲能裝機的增長。畢竟根據(jù)美國清潔能源產(chǎn)業(yè)協(xié)會的預(yù)測，美國到2030年需要有100個GW的這樣的一個電池儲能的裝機，到2025年大概有30個GW，2026年到2030年的5年時間，還有更大的增長空間。這可以看得出來，可能未來的這段時間是電池儲能電站在美國快速增長的一個爆發(fā)期。

 

我們回到剛才說的減排的影響，如果美國電池儲能發(fā)電到2025年如期實現(xiàn)30個GW的裝機的話，它能替代多少天氣發(fā)電量呢？這里我們假設(shè)電池儲能電站的話，每個工作日大概是可以在高峰電力供應(yīng)時滿負荷運行三個小時，這是一個假設(shè)。當(dāng)然大多數(shù)情況下，其實它是可以運行到4個小時以上的。那么每年的話我們按照一周5個工作日的話，大概算一年有260個工作日，從而可以算出來它基本的一個工作小時數(shù)，滿足電力高峰需求的時候的工作小時數(shù)。

 

它在電力需求低的時候，在電價低的時候，晚上它儲存電網(wǎng)里面的電，或者是說儲存風(fēng)電和太陽能的一些電力，當(dāng)然儲存太陽能的電力它就不能是在晚上了，而是在白天，風(fēng)電有可能是晚上的出力更大，所以不管怎么樣，它的主要的電力來源是可再生能源電力。天然氣的發(fā)電的碳強度我這邊也說一下，在美國來講的話，最新的2021年的數(shù)據(jù)，美國是每發(fā)一度天然氣電力它對應(yīng)的碳排放是0.44公斤二氧化碳當(dāng)量，這些參數(shù)假設(shè)完之后，我們就可以初步算出來，到2025年30個GW，就是3,000萬千瓦的電池儲能電站在美國，它可以帶來大概1,000萬噸二氧化碳當(dāng)量的減排量，這是相當(dāng)可觀的一個減排量。

 

好，我們下面來說一下剛才我提到所謂美國氣候法案當(dāng)中所謂的大棒的因素，因為大家都說這是一個激勵的政策，但是它也有一些約束，但這個約束可能對于美國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展來講，其實還是一個利好因素，因為在美國頒布的政策當(dāng)中，要求在采購可再生能源的這種電力設(shè)備方面，應(yīng)該是要他采購本國生產(chǎn)或者是有更多的這種產(chǎn)業(yè)鏈的要求。所以從這個角度來看的話，我們看到電池儲能技術(shù)，它的主要一個競爭的產(chǎn)業(yè)是電動汽車，因為它們會重疊使用一些大組件的這種電池。電池的話，我覺得從另外一個角度來講，電動汽車的這種發(fā)展，它也存在稀有金屬的這種供應(yīng)的問題，還有產(chǎn)能的問題，還有這種芯片的問題，所以這些放在這個當(dāng)中來考慮的話，我們會看到美國在短期內(nèi)要快速的建設(shè)更多的電池儲能電站，它的生產(chǎn)和產(chǎn)能還有供應(yīng)的問題，是不是跟得上？我覺得也是一個問題。當(dāng)然美國因為有了這樣的政策和基于它本身的一些產(chǎn)業(yè)規(guī)模，可能在生產(chǎn)方面也許可能這幾年會有一個比較快的進展。

 

當(dāng)然了，我們也看到電動汽車電池報廢之后的這種再應(yīng)用，所謂第二次生命的時候，還有更多的資金、研究者能在討論說，電動汽車卸下來的電池，它可以通過一些技術(shù)，通過一些新的創(chuàng)新能讓這些電池能變成未來的這種儲能電站。我想隨著電動汽車的發(fā)展，可能市場占有率越來越高，它隨著退役的時間慢慢臨近，也會有越來越多的電動汽車退役，退役之后它的電池如果可以被儲能電站這樣的這種新的電力設(shè)施方式能夠利用的話，這也是一個非常好的方向。但不管怎么樣，美國在未來三年是否能夠如期實現(xiàn)，無論是可能超期，還是說也許可能在產(chǎn)能方面和供應(yīng)鏈方面，還有包括電池儲能設(shè)施的這種成本方面，遇到各樣的困難的時候，可能也許也會達不到這樣一個目標(biāo)。但無論怎樣，我們看到美國頒布這個政策之后，是給產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了一個強心劑，這一點是毋庸置疑的。至于產(chǎn)業(yè)發(fā)展在政策支持下，是否能夠如期實現(xiàn)它的一些發(fā)展目標(biāo)，甚至超出這些目標(biāo)，還有待于我們繼續(xù)觀察。