2023储能系统的未来

2023储能系统的未来--PAGE10-'()0123为电力系统提供了一系列好处。储能系统的规模可以通过其装机容量（最大瞬时功率）来表征，以兆瓦(MW)为单位；其储能容量以兆瓦时(MWh)为单位；以及往返效率（RTE）用于衡量充放电的效率。时为单位——这是储能系统从充满电开始提供最大功率的时间4小时或更短；大多数现有抽水蓄能(PSH)812小时或更长特定储能系统规模经济的程度（地理足迹和模块化）以及其性能随使用而下降的程度。（（图（其中包括锂离子电池储能系统），更适合持续时间较短的储能应用（持续时间为几个小时）和更频繁的充放电。具有中等能力的储能技术（包括液流电池）处于绿色区域。/）*+, /）/）（二）电力系统采用的储能技术这项研究从电化学、热储能、化学储以和机械储能四个方面考察和研究储能技术。但没有对这些类别中的所有选项进行编目，更不用说进行评估。与其相反的是，研究人员重点放在每个类别中储能技术的示例上，并试图突出这些储能技术应用的问例如锂离子电池储能系统、抽水蓄能发电设施和一些热储能系统。而另一些储能技术则需要进一步的研究、开发和示范，直到302040年代才有可能大规模上市或应用。12030年各种储能技术和储能支持技术及实践可用2050年前实现商业化运营。<+,=?&@7289ABCDEFGHIJKI储能技术当前创新状况电化学储能锂离子电池②④⑤液流电池（无机溶液）②④⑤液流电池（有机溶液）①②③硫化钠（NaS）电池④⑤储能技术当前创新状况金属-空气电池②③关键材料供应（金属和稀土）①②③电池回收利用①②③④电池二次使用①②先进的电力电子技术②③④抽水蓄能技术④⑤热储能技术②③④氢气制造、运输、储存①②④制氢方法包括光电制氢、天然气高温重整制氢、先进的电解制氢②来源：麻省理工学院1关重要。4(567+,电化学储能能量密度通常比机械储能和储热系统高，但比化学储能（氢储能）系统要低。电化学储能由于占地空间小，不受地理环境和资源的限制等特点成为一种通用且高度可扩展的技术，其应用领域涵盖发电厂到住宅等多种场景。效率，在电动汽车领域广泛应用，并在短时（4小时或更的研发转向化学原料更为丰富的其他新型电化学储能技术。长时（12小时）电力储能系统中。为了实现更具经济效益进使用储量更为丰富的材料来替代锂离子电池技术。的创新突破。8(+93种方法：①将现有发电厂（550-1000下具有更高的热能转换的热能转换效率、提高高温材料使用寿命、降低电力成本。:(67+,;<+,=氢气被普遍认为是一种先进的化学储能介质，因为其可以通*L,MNO/0PQR&S* 网 解 氢气需求（工业）氢气储存氢气发电 网 来源：麻省理工学院研究团队致力支持美国能源部为制定解决氢气生产、运输和储存问题的国家战略所做的努力。特别是，现有的天然气输送管道是否能够在不受影响的情况下输送氢气，无论是在减压下，还是在氢气与天然气或其他化合物混合的情况下，安全性仍然是一个悬而未决的问题，需要美国能源部和美国交通部开展政府支持的研究。朝着这个方向迈出的重要一步是最近的立法呼吁美国至少建立四个氢气生产枢纽。>(?@+,抽水蓄能是一种成熟且已广泛部署的技术，占全球和美国现90%2090年代以来，抽水蓄能在美国和其他许多国家部署进度显著放缓（特别是中重依赖波动性可再生能源发电的电力系统供需方面发挥更大的作用。压缩空气储能系统将压缩的空气储存在地下的洞穴或地上的储气罐中，一些压缩空气储能系统还存储压缩空气时产生的热量。该技术作为潜在的电网级大规模储能技术被广泛研究。尽管压缩空气储能系统的成本估算受到多种不确定因素的影响，但该技术的能源成本通常高于未来可用的其他储能技术的成本。QR(Y本节探讨了储能系统在发达国家和新兴市场发展中经济国家背景下的潜在作用。美国和印度三个不同地区的结果分别说明了这两个国家的储能部署情况。（一）对美国建模分析结果及建议（纽约州和新英格兰地区2050太阳能发电资源以及水电和现有核电资源的可用性方面存在显2050年每个地区在两种5克碳排放量/kWh20502018年的水平相同，那么将美国电力部门的平5克碳排放量/kWh2050年的碳排放量与200599.2%2050年用电量增长的2018年，正如该项研究用于模拟储能系统影响的电力需求情景中所预测的那样。美国各行业的平均碳排放量与2005年相比，电力部门排放量减少了98.7%。储能技术能够替代或补充电力系统的所有其他要素（包括发电、输电和需求响应），再加上气候变化对电力需求和供应的不确定性影响，意味着需要采用更复杂的分析工具。需要规划、操作和规范未来的电力系统，并确保电力系统的可靠性和效率。重要的关注领域包括电力系统稳定性和调度（包括在系统调度和批发市场中实现分布式存储和发电资产的参与和补偿）、资源充足性和零售率设计。新分析工具的开发必须伴随着对监管机构补充人员配备和技能提升计划的额外支持。这项工作应由美国能源部与独立系统运营商和区域输电组织(ISO/RTO)合作开展。在深度脱碳的电力系统中，每小时批发价格或能源边际价值的分布将会发生变化，与目前的批发市场相比，电力的零价格或极低价格的时间要多得多，高价格的时间也要多得多。这是因为，与目前主要依赖火力发电设施的电力系统相比，以可再生能源为主的部署储能系统的电力系统将具有相对较高（二）对印度建模分析结果及建议同许多其他新兴市场和发展中经济体一样，印度的电力需求该项研究的建模表明，储能系统将主要部署在输电层面，在城市配电网络中还有重要的附加应用。整体经济增长（尤其是空调在印度的迅速普及）将成为储能部署的主要驱动力。假设技术成本持续下降，发现从成本的角度来看，印度的可再生能源发电设施在中长期内与燃煤发电厂竞争具有优势，但现有燃煤发电厂（三）对储能系统在供应受限的电力系统中作用的分析结果及主要结论在电力供应不足国家的输电或配电系统中，电池储能系统提供了一种潜在的重要手段，可以提高短时停电电力服务的可靠性，减少住宅区和商业区消费者所耗柴油量，并降低整体电力成本（包括用于备用柴油发电机的电力）。在一些住宅和商业区域内，当电网中断频繁且持续时间较短（几个小时）时，与