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      • 超越臨界點:未來的能源儲存

      • https://www.swecourbaninsight.com/ 2021/11/13
      •    儲能已被確定為減緩氣候變化的關鍵。在全球范圍內,只有 3% 的電力容量被存儲。要將全球變暖限制在 2°C 以下,到 2050 年,儲能容量需要增加兩倍。為此,我們需要尋找加快這一進程的創新方法。儲能即服務能否成為解決方案之一?“超越臨界點:未來儲能”報告探討了與儲能相關的機遇,以及阻礙其實施的障礙。

          通過儲能,我們可以更有效地利用能源,最大限度地減少碳排放。要將全球變暖限制在 2°C 以下,儲能容量需要從 2014 年的 140 吉瓦增加到 2050 年的 450 吉瓦。如今,全球公用事業發電量中只有 3-4% 被儲存。

          能源世界正處于存儲革命的邊緣,但這種轉變有可能受到各種障礙的阻礙。也許要克服的主要挑戰是對存儲技術的成本、安全性和商業可用性的常見誤解。

          在我們的社會中,有一群人更愿意采用新技術。埃弗雷特·羅杰斯 (Everett Rogers) 在 1960 年代普及了創新擴散理論和采用曲線。根據這一理論,一項技術超越早期采用者的決定性點,即所謂的引爆點,在于市場份額在 15% 到 18% 之間。專家們一致認為,儲能是解決氣候變化等式的重要組成部分。然而,儲能新技術似乎仍處于臨界點的錯誤一側。“超越臨界點:未來儲能”報告調查了為什么會出現這種情況以及如何改變這種情況。

          有效的能量儲存以減少排放

          在全球范圍內,儲能可以通過減少電力、供暖和制冷需求的排放來幫助遏制氣候變化。在社區層面,通過整合本地生產的能源,儲能可以涉及更具彈性和靈活性的能源系統,具有更高的能源安全水平。從公民的角度來看,儲能具有改善能源成本和來源控制的好處。對于私營部門而言,儲能可以通過不斷創新所提供的服務來開辟新的商機。這些范圍可以從能源存儲即服務企業到擴展到安裝存儲系統、充電站和虛擬發電廠的市場參與者。

          如果我們希望更多人和組織使用儲能,我們需要使其變得簡單且具有成本效益。儲能即服務是一個非常有前景的概念,可以實現這一目標。

          在能源存儲即服務模式中,能源作為一種服務提供給客戶,就像訂閱食品、配件、電影或音樂一樣。能源存儲即服務可以遏制高前期投資成本的障礙,幫助聚合多個存儲收入來源,并讓公眾有機會測試解決方案,而無需承諾長期投資。

          為什么有效的儲能很重要?原因之一是儲能可以平衡可再生能源的供需。風能和太陽能都是可變能源;簡而言之,通過將存儲的能量從陽光明媚或刮風的日子輸送到電網,儲能可以節省陽光不照射或風不吹的日子。

          另一個例子與我們家的過熱有關。存儲可用于同時具有供暖和制冷需求的建筑物,例如辦公室、購物中心、醫院和機場。儲存您自己的廢熱和冷卻以在需要的季節稍后使用可以節省一次能源和金錢。

          發展道路上的儲能神話

          有幾個誤區阻礙了儲能充分發揮其潛力。通過揭穿這些神話,我們可以使儲能成為未來能源系統不可或缺的一部分。一個儲能神話是我們必須等待完美的解決方案。

          電池儲存

          電池具有無與倫比的性能、高能量密度、低成本和環境影響以及更長的使用壽命。我們可能有幸在未來某個時候在市場上看到這些電池,但不會像新聞報道所說的那么快。目前正在實驗室開發的電池至少需要 10 年時間才能上市。電池需要經過嚴格測試以確保操作安全,然后是實現規模經濟的挑戰。

          鋰離子電池,一種可快速充電的電池,用于全電動汽車、當今大部分的插電式混合動力和便攜式消費電子產品

          地熱儲存

          另一個神話是地熱能。人們往往只將地熱能與冰島的間歇泉聯系起來。然而,地熱能有兩種基本類型。一種是來自地核的深層地熱,另一種是淺層地熱,即儲存在地下的太陽能。深層地熱能利用通常涉及在天然裂縫附近鉆出非常深的鉆孔,而淺層地熱能(通常在地表以下 0-300 m 左右)隨處可見。

          地面溫度在一年中或多或少是恒定的,等于年平均氣溫。因此,柏林的地溫為 9°C,斯德哥爾摩為 6.6°C,赫爾辛基為 5.6°C——這些溫度不足以直接加熱建筑物。但是這個溫度比冬天外面的空氣溫度高很多,所以可以用來預熱。

          地熱能隨處可見。地下的溫度或多或少是恒定的。

          

          氫氣儲存

          另一個常見的誤解是氫是危險的。然而,在安全程序和準則方面,氫氣與任何其他燃料沒有什么不同。然而,與汽油不同的是,如果發生泄漏,氫氣會迅速擴散到大氣中。氫氣在室溫下沒有反應性,燃燒時會形成水蒸氣。盡管由于其多功能性和存儲可再生能源的能力而具有廣闊的潛力,但氫氣仍未被廣泛采用。氫氣目前僅限于小規模存儲應用,并且主要由非無排放工藝生產。

          為了讓公民在更大程度上使用氫氣,需要建設加油基礎設施,公共和私營部門需要合作。氫氣生產造成的二氧化碳年排放量相當于印度尼西亞和英國的總排放量。隨著我們整體使用更多電力以及隨著可再生能源部署的增加,我們應該期望氫能發揮主導作用,而不是它現在所占據的邊緣作用。氫儲存可以在小型和大型規模上發揮作用,在本地儲存能源,但也可以通過國際供應網絡進行分配。同時推出必要的加油基礎設施是確保適當滿足需求的先決條件。

          增加知識和理解對我們的未來至關重要

          存儲的經濟性正在改善,并且在某些情況下已達到與傳統技術替代方案的成本平價,盡管仍然高昂的前期成本會阻礙投資。研究表明,有關家庭消費和技術選擇的決定也受行為方面的影響,而不僅僅受經濟激勵的驅動。換句話說,無論存儲解決方案通過不斷的研發完善到什么程度,只有當公眾接受、理解和渴望這些技術時,它們的全部潛力才能得到充分發揮。新技術比成熟的技術更容易受到各種誤解。這種漏洞的一個典型例子是近一百年前發生的興登堡災難,以及它在氫部署中的作用。一場災難,一次誤用,高于預期的成本;新能源技術生態系統幾乎沒有發生事故的余地。

          新技術比成熟的技術更容易受到各種誤解

          缺乏對該技術的了解,或者認為它難以建設和運營,可能會阻止投資者甚至考慮進行投資。例如,如果天然氣(人們熟悉)很便宜,那么投資熱能儲存系統的動力就會減少——即使天然氣會產生更多的排放。但隨著地下蓄熱系統的種類和應用種類繁多,肯定無處不在。

          未來城市——儲能城市

          電動汽車正在擴大,我們現在在街上看到電動汽車、自行車、踏板車和腳踏車。很快,更多以氫為動力的燃料電池汽車可能會加入其中。所有這些車輛的使用將超出其作為交通工具的預期用途,還包括儲能:當系統中可再生能源充足時,它們將充電,并在需要時將能量反饋到微電網的電池中。當監管障礙解除后,這種車輛到電網和車輛到建筑物的系統可能會變得更加普遍。借助帶有更安全的固態電池和氫氣瓶的便攜式存儲設備,我們的手機再也不會耗盡電池電量。使用相變材料將潛熱儲存在自暖衣服中,也將使冬天在戶外更加舒適。

          未來的城市是一個存儲城市:一個隨時隨地需要能源的智慧城市,一個大部分能源來自可再生能源的城市,一個物聯網允許設備和基礎設施之間通信的城市。由電池供電的小工具和車輛、電器、燃料電池和由氫產生的鋼制成的摩天大樓、用于加熱整個社區和冷卻超市的熱網的未來。本文由通頓電源網站轉載。

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