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2040年，累計(jì)裝機(jī)將達(dá)1.5-2.5TW，代表著85–140TWh的儲(chǔ)能量，存儲(chǔ)10%的發(fā)電量，累計(jì)帶動(dòng)投資1.5-3萬億美元。

這是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)lDES與麥肯錫于2021年11月合作發(fā)布的報(bào)告《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能給出的預(yù)測(cè)。

這一預(yù)測(cè)不包括傳統(tǒng)的抽水蓄能。而目前，以TW為單位衡量的話，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的裝機(jī)量還幾乎約等于0。

從零到TW級(jí)，聽起來有點(diǎn)天方夜譚。要知道，截至2021年底全球已投運(yùn)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)量也就203.5GW（0.2TW）。那么，lDES與麥肯錫對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能何以抱有如此巨大的信心？

為什么需要長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能？

多長(zhǎng)算長(zhǎng)時(shí)？目前并無統(tǒng)一定義，lDES與麥肯錫則將8小時(shí)以上時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)定義為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。

以此定義，我國(guó)目前建設(shè)的絕大多數(shù)新型儲(chǔ)能系統(tǒng)均稱不上是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，除了幾個(gè)屈指可數(shù)的熔鹽熱儲(chǔ)能光熱電站，以及少數(shù)幾個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能等示范項(xiàng)目。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的價(jià)值是什么？長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可憑借長(zhǎng)周期、大容量特性，在更長(zhǎng)的時(shí)間維度上調(diào)節(jié)新能源發(fā)電波動(dòng)，在清潔能源過剩時(shí)避免電網(wǎng)擁堵，負(fù)荷高峰時(shí)增加清潔能源消納。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，全球能源系統(tǒng)最終將建設(shè)成為一個(gè)100%的可再生能源綠色電力系統(tǒng)，沒有任何傳統(tǒng)化石能源，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，目前可以預(yù)計(jì)的可行解決方案只有一個(gè)：

由長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能+風(fēng)光為代表的可再生能源構(gòu)建起綠色、穩(wěn)定、可調(diào)的電力系統(tǒng)。

這一解決方案可以完全替代化石能源成為基礎(chǔ)負(fù)荷電站。而目前的短時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)+可再生能源系統(tǒng)無法達(dá)成這一目標(biāo)。

簡(jiǎn)單來說，可再生能源裝機(jī)的占比越大，火電的裝機(jī)越小，建設(shè)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的必要性就越大。

另外，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能可保障在極端情況下的電力供應(yīng)，保障全社會(huì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和降低用電成本。例如在2020年冬季，西北地區(qū)在一次冷空氣間歇期中，風(fēng)電低出力達(dá)到120小時(shí)，光伏的冬季低出力持續(xù)時(shí)間則更長(zhǎng)。單一依靠短時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)，無法滿足電力供應(yīng)需求。

預(yù)計(jì)2025年起開始大規(guī)模增長(zhǎng)

目前，全球電力系統(tǒng)中可再生能源的裝機(jī)占比還很小，對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的需求還并不明顯。

但麥肯錫預(yù)計(jì)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的潛在市場(chǎng)空間將從2025年開始大規(guī)模增長(zhǎng)。

隨著可再生能源的占比提升，2025年長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能全球累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到30-40 GW（對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能容量約1TWh），累計(jì)投資額約500億美元。

2030年起，全球可再生能源滲透率將升至約60%-70%，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到150-400GW（對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能容量5-10TWh），累計(jì)投資規(guī)模將達(dá)到2000-5000億美元。

到2040年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量將加速達(dá)到1.5-2.5 TW（對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能容量85-140TWh），是目前全球儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)量的8-15倍，累計(jì)投資額將達(dá)到1.5-3萬億美元。

麥肯錫還預(yù)計(jì)，24小時(shí)以上儲(chǔ)能容量占比將在2030年以后迅速提升。到2030年，8-24小時(shí)的儲(chǔ)能裝機(jī)量可能占長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)量的80%和總儲(chǔ)能容量的60%。

但超過24小時(shí)靈活性的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可能會(huì)在2030年后出現(xiàn)顯著增長(zhǎng)，這主要是由于可再生能源的增加。到2040年，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)（24小時(shí)以上）的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)可能占總儲(chǔ)能容量的大約80%。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)大家族

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)包括全釩液流電池、鐵鉻液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)熱、氫儲(chǔ)能等多種類別的儲(chǔ)能技術(shù)。


目前，除抽水蓄能外，其它絕大多數(shù)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)均處于商業(yè)化初期。上表所列的熱儲(chǔ)能技術(shù)中的熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)因?yàn)楣鉄岚l(fā)電的商業(yè)化部署，已經(jīng)成熟。

國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局于2021年7月發(fā)布的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展初期。

在上表所列的多種技術(shù)中，目前來看，壓縮空氣、液流電池、熔鹽儲(chǔ)熱是最具發(fā)展前景的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。

在國(guó)內(nèi)，這幾種技術(shù)目前均已有相關(guān)項(xiàng)目案例。但相對(duì)于鋰電池在短時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域的獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域，究竟哪種技術(shù)最終將獨(dú)占鰲頭，目前還很難判斷。

從全球來看，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的力量目前還非常弱小，如果lDES委員會(huì)與麥肯錫對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的未來預(yù)測(cè)成真，這意味著從2025年開始，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將開始嶄露頭角，到2030年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的裝機(jī)量就將大比例超越短時(shí)儲(chǔ)能。

這也將意味著，儲(chǔ)能市場(chǎng)的舊秩序?qū)⒈淮蚱疲粋€(gè)儲(chǔ)能的新時(shí)代將要來臨。 

原標(biāo)題：從零到TW級(jí)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將用10年顛覆儲(chǔ)能舊秩序？