面對全球變暖的災難性影響,亞太地區(qū)的許多國家都推出了雄心勃勃的脫碳目標。其中,電池儲能在多大程度上可以支持脫碳目標?
脫碳是公認的全球政策目標
麥肯錫公司的合伙人Smeets強調(diào),可再生能源發(fā)電的興起和電池成本的下降有著不可分割的聯(lián)系。
他說,“麥肯錫公司公布的《2021年全球能源展望報告》表明,到2035年,全球可再生能源發(fā)電量將占全球發(fā)電量的55%,而電池價格持續(xù)下跌將推動可再生能源的快速上升。麥肯錫公司有關(guān)電池行業(yè)領(lǐng)域進行了調(diào)查和研究,而基于對技術(shù)創(chuàng)新、價值鏈整合、跨部門電氣化、降低資本成本的新金融解決方法的多維度分析,電池成本近年來降低約90%。”
麥肯錫公司的研究報告指出,到2030年,全球碳排放量要減少50%以上,才能達到2050年實現(xiàn)控制全球氣溫上升1.5ºC的目標。然而現(xiàn)在做得還不夠,該報告包括了該小組模擬的幾個場景,其中包括一個“參考案例”和一個“1.5ºC路徑”,該路徑假定存在實現(xiàn)脫碳軌跡的政治意愿。
麥肯錫公司合伙人BramSmeets說,“更高的脫碳目標也將導致對電池儲能系統(tǒng)的需求進一步新增。假如設(shè)定更高的脫碳目標,例如,我們公布的歐洲凈零排放報告顯示,歐盟要在2030年前部署裝機容量為25GW電池儲能系統(tǒng),到2050年將部署150GW以上電池儲能系統(tǒng)才能實現(xiàn)碳中和。”
麥肯錫公司的調(diào)查報告表明,到2036年,全球一半的電力可能來自可再生能源,而這在很大程度上將由電池儲能系統(tǒng)驅(qū)動,但某些化石燃料資產(chǎn)仍將發(fā)揮重要用途,例如天然氣調(diào)峰發(fā)電廠。因此要將傳統(tǒng)能源發(fā)電容量和新的靈活容量(例如電池儲能系統(tǒng))混合使用,以便在全球范圍內(nèi)轉(zhuǎn)向可變或間歇的可再生能源發(fā)電,同時維持和確保電力系統(tǒng)安全。
Smeets也表示,其他能源技術(shù)可能也起著重要用途:尤其是氫氣。許多國家都在大力支持氫氣能源發(fā)展,盡管使用可再生能源電解生產(chǎn)的綠色氫氣成本仍然很昂貴,但人們相信,到2030年,氫氣在經(jīng)濟上將變得越來越可行。Smeets指出,在減少碳排放比較困難的行業(yè)中,氫氣發(fā)揮的用途可能更加重要。
他說,“盡管電池儲能系統(tǒng)技術(shù)在脫碳工作中至關(guān)重要,但在我們的1.5ºC路徑分析報告中,還看到了氫氣日前發(fā)揮重要用途,可用于工業(yè)加工等難以減排的行業(yè)脫碳,并將其作為電力行業(yè)的一種長時儲能解決方法。”
電池儲能系統(tǒng)技術(shù)在脫碳工作中至關(guān)重要
電池儲能系統(tǒng)技術(shù)在脫碳工作中至關(guān)重要。主要跟兩個因素有關(guān),第一個是電池儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中可以發(fā)揮削峰填谷的作用,增加電力系統(tǒng)的靈活調(diào)動能力。第二個是通過替代化石能源裝機或是化石能源發(fā)電,比如增加風電和太陽能發(fā)電等可變的可再生能源電力在電力系統(tǒng)中的比例或者滲透率,這一技術(shù)可以成為電力系統(tǒng)脫碳的一個重要手段。
電池儲能系統(tǒng)的技術(shù)都在進步和發(fā)展,有些電池儲能技術(shù)的持續(xù)時間更長,通常在8到12小時之間。值得注意的是,由于生產(chǎn)過程的工業(yè)化,鋰離子電池的成本在過去十年中下降了80%以上。
在過去10年,類似的價格下跌推動太陽能電成為最便宜的電力來源之一。根據(jù)調(diào)研機構(gòu)Research and Markets公司發(fā)布的一份研究報告預測,到2026年,全球電池儲能市場規(guī)模預計將達到191.5億美元,其中中國的2025年目標和美國的《削減通脹法案》計劃領(lǐng)先。Rystad Energy公司預測,到2030年,全球部署電池儲能系統(tǒng)的復合年增長率為33%,到2030年將超過400GWh。
調(diào)動投資支持基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要,但由于一些市場的政策不確定性,這具有挑戰(zhàn)性。脫碳目標和監(jiān)管框架對于實現(xiàn)速度和規(guī)模的進展至關(guān)重要,但缺乏透明度和實現(xiàn)這些目標的明確途徑往往會減緩發(fā)展。亞太地區(qū)的綠色能源領(lǐng)導者即將改變這一現(xiàn)狀。
日本北海道和九州地區(qū)太陽能和風能資源豐富,通往這些地區(qū)的輸電線路經(jīng)常達到容量極限,造成電網(wǎng)擁塞。這最終減緩了該國對可再生能源的采用。
電池儲能系統(tǒng)可以存儲和利用這些太陽能和風力發(fā)電場產(chǎn)生的多余電力,使電力供應更加平穩(wěn),減少限電,并進一步支持日本的脫碳目標。自從2月份以來,日本政府提供補貼以加速電池儲能系統(tǒng)的采用。
擁有大量可再生能源的澳大利亞的開發(fā)商長期以來一直受到監(jiān)管不確定性的困擾。擬議中的規(guī)則變更旨在明確R1注冊流程,該流程需要由項目開發(fā)商提供,并允許發(fā)電設(shè)施向零售客戶出售電力。這是監(jiān)管機構(gòu)公布的路線圖的幾項更廣泛變化中的第一個。
歐洲、英國推進電池儲能系統(tǒng)發(fā)展
在亞太地區(qū)之外,歐洲和英國已經(jīng)樹立了很好的榜樣。英國已經(jīng)通過鼓勵電池儲能系統(tǒng)發(fā)展的法規(guī)做出了示范,因此該國目前的公用事業(yè)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)的裝機容量與歐洲其他國家相當。
根據(jù)電力系統(tǒng)運營商National Grid公司發(fā)布的未來能源情景報告,到2050年,英國將部署38GW儲能系統(tǒng),超過其30GW目標。
在最近的綠色計劃的支持下,歐洲為能源轉(zhuǎn)型設(shè)定了明確的目標。由于對能源安全的日益關(guān)注,儲能行業(yè)仍在繼續(xù)發(fā)展,部署的公用事業(yè)規(guī)模電池儲能系統(tǒng)裝機容量將繼續(xù)增長。歐盟一些國家(例如比利時)已經(jīng)采取了重大措施,并以英國為榜樣,改變法規(guī),以鼓勵對電池儲能系統(tǒng)的投資。
歐盟各國政府或者必須進一步出臺明確的指導方針或激勵措施,鼓勵投資電池儲能行業(yè);或者必須改革電力市場,引導資本進入儲能行業(yè)。協(xié)調(diào)一致的政策將提高監(jiān)管框架的效率,這對于吸引對電池儲能系統(tǒng)的廣泛投資至關(guān)重要。為了使大規(guī)模開發(fā)電池儲能系統(tǒng),它必須被視為電網(wǎng)的必要組成部分。而能夠支持太陽能發(fā)電和風力發(fā)電等可變可再生能源的強大電網(wǎng)對于用綠色能源取代目前所有的化石燃料能源至關(guān)重要。
原標題:全球脫碳大背景下,電池儲能系統(tǒng)如何助力脫碳?