快報：長時儲能價值將大幅增長

鋰離子電池一直是公用事業公司布局儲能項目的首選技術路線，但鋰離子電池的一個局限性是其所能提供的持續放電時間有限。此外，也有關于鋰離子電池儲能電站發生火災的安全問題。但從近兩年的新聞報道中可以看到，長時儲能在高比例可再生能源滲透率場景下，越來越受到美國電網的關注。今年也有望成為美國替代鋰電池儲能技術領先地位的技術出現的一個關鍵轉折點。

美國國家可再生能源實驗室（National renewable energy Laboratory）發布的一份報告指出：“隨著電力系統轉向風能和太陽能等更大比例的間歇性可再生能源時，長時儲能的價值將大幅增長，這有助于解決可再生能源供應在不同天和季節的變化?！?/p>

【資料圖】

鐵基液流電池

近幾個月來，ESS Inc.在鐵基液流電池領域大放異彩。兩家加州公用事業公司，SMUD和Burbank Water and Power（BWP），于2022年相繼宣布與ESS達成協議。

2022年9月20日，SMUD和ESS宣布達成協議，將由ESS提供高達200MW/2GWh的長時儲能。協議要求ESS從2023年開始提供其長時儲能技術的組合，以便與SMUD電網集成。

2022年11月，ESS和BWP就ESS交付BWP首個公用事業規模的電池儲能項目達成協議。根據該協議，將在BWP的EcoCampus安裝一個75kW/500kWh的ESS Energy Warehouse產品，并將其連接到一個265kW的太陽能發電系統。

鐵基液流電池將促進可再生能源消納，并允許過剩的可再生能源電力被儲存起來，提高電網的彈性和可靠性。

鐵空氣電池和壓縮空氣儲能

今年1月下旬，Form Energy宣布，與Xcel Energy公司簽訂最終協議，在Xcel Energy的兩個即將退役的火電廠部署Form Energy的鐵空氣電池系統。

第一個項目將在明尼蘇達州貝克爾的舍伯恩縣發電廠部署一個10MW/1000MWh的多日儲能系統；第二個項目將在科羅拉多州普韋布洛的科曼奇發電廠部署一個10MW/1000MWh的多日儲能系統。這兩個項目預計最早將于2025年投入使用，并需得到各自州的監管部門的批準。

去年12月，西弗吉尼亞州州長Jim Justice宣布，Form Energy將與西弗吉尼亞州合作，在西弗吉尼亞州北部的俄亥俄河沿岸的55英畝土地上建設其首個鐵空氣電池工廠。

與此同時，今年1月，加州社區選擇聚合商中央海岸社區能源公司Central Coast Community Energy表示，公司與Hydrostor簽署了一份為期25年的壓縮空氣儲能項目購電協議。

近10億美元的購電協議要求從Hydrostor計劃中的Willow Rock儲能中心向3CE提供200MW/1600MWh的儲能，該中心將使用該公司的先進壓縮空氣儲能技術。項目建成后，將在其生命周期內減少多達2800萬公噸的二氧化碳排放量。

Hydrostor的技術將壓縮空氣儲能系統的元件與抽水蓄能系統相結合。以壓縮空氣的形式儲存能量，同時捕獲并儲存壓縮的熱量供將來使用。壓縮空氣被儲存在一個專門建造的地下洞穴中，該洞穴使用一個蓄水池來保持恒定的壓力。該設施利用儲存的熱量和壓力為傳統的渦輪發電機提供動力。Hydrostor表示，該系統在其50年以上的預期壽命中沒有性能下降。

Hydrostor表示，該技術提供了與天然氣廠相同的服務，同時由于它使用剩余的電力作為燃料，因此具有零排放。該公司的目標是實現高價值的電網應用，如延緩輸電投資和替代化石燃料發電廠。

氫能

今年1月初，Energy Vault Holdings，Inc.和加州Pacific Gas and Electric（PG&E）宣布，將合作部署和運營一個公用事業規模的電池加綠氫長時儲能系統，該系統具有至少293MWh的可調度能源。

該系統旨在為加州Calistoga市的市中心和周邊地區在計劃停電和潛在的公共安全停電期間（Public Safety Power Shutoffs）提供至少48小時的電力，公共安全停電是指由于野火風險高，為周邊地區服務的電力線路必須被關閉以確保安全。

PG&E于2022年12月30日向加州公用事業委員會提交了項目合同，以供審查和批準，并要求在2023年5月15日前發布批準該項目的最終決議。

該儲能系統將由Energy Vault擁有、運營和維護，同時根據與PG&E的長期收費協議提供可調度電力。

該系統的容量可能會擴大到700 MWh，這將允許其在不補充燃料的情況下運行更長時間，從而為PG&E和Calistoga市提供更大的靈活性。

Energy Vault的系統將取代典型的移動柴油發電機，在更廣泛的電網停電期間為PG&E的Calistoga微電網供電。

預計2023年第四季度開始建設，2024年第二季度末進行商業運營。

該項目建成后，預計將成為美國第一個同類項目，也是最大的公用事業規模的綠氫儲能項目。

洛杉磯水電局

洛杉磯水電局向《公共電力報》（Public Power Current）表示，他們已經認識到綠氫作為“power to gas”長時儲能解決方案的好處，通過使用電解槽，在電解的過程中使用可再生能源發電將水分解成氫氣和氧氣。LADWP被要求提供更多的細節，說明目前LADWP可能尋求綠氫儲能的情況。

作為Intermountain Power Project（IPP）生產電力的購買者，LADWP參與在IPP安裝兩臺420 MW的聯合循環發電機組，當2025年7月投入使用時將能夠使用氫燃料（與天然氣混合）。LADWP指出，利用可再生能源電解制氫，然后儲存在鹽穴中，用于長時儲能，以儲存和提供季節性的氫氣供應。

LADWP目前不計劃直接參與洛杉磯地區的綠氫生產，但它將與能源開發商合作實施綠氫項目，以提供電網可靠性和零碳能源。其戰略長期資源計劃包括最終從市場購買綠氫的選項，以促進洛杉磯地區綠氫的發展。

公司認為，這項技術對于確保電力系統在緊急事件（如地震、野火或其他情況）期間保持彈性是必要的，因為在向100%清潔能源過渡時，清潔可調度發電能力可能是維持電網可靠性和彈性所必需的。

LADWP正在研究各種儲能技術以及綠氫，作為其向100%清潔能源過渡的未來。LADWP表示，公司將需要儲能來緩解可再生能源帶來的間歇性發電挑戰，并為可再生能源發電量低、能源需求高以及發電和/或輸電線路損失的時期提供資源，以保持電網的可靠性和彈性。不同儲能技術路線的選擇之間存在權衡：電池在經濟地存儲大量能量以及將能量轉移到每日或每小時時間范圍之外的能力方面受到限制。而抽水蓄能則主要受地點和水資源的限制。

他們表示，綠氫為長時儲能提供了潛力，它利用春季電力需求低時的多余可再生能源來生產氫氣，以便在夏季電力需求高時使用--被稱為季節性儲能。另一個好處是，在某些情況下，現有的發電機組可以被改造成使用綠氫。

隨著綠氫經濟規模的擴大，LADPW預計它將成為一個可行的、低成本的季節性儲能解決方案，為電網和其他經濟部門提供脫碳的靈活性。

奧蘭多公用事業委員會探索長時儲能項目的部署

今年1月初，佛羅里達州公共電力公司奧蘭多公用事業委員會（Orlando Utilities Commission，簡稱OUC）表示，將探索部署一個長時儲能項目，以此幫助實現該公司的凈零碳排放目標。

項目將位于OUC在佛羅里達州東海岸布雷瓦德縣的印第安河電廠，Malta的儲能技術將多余的電能轉化為熱能，儲存在熔融鹽和冷卻劑中。當需要時，項目會再生出GWh的電力供住宅和商業使用。

Malta超過100MW的公用事業規模系統比鋰離子電池提供更多的儲能時長，并可為OUC提供多樣化的儲能。盡管太陽能等清潔和可再生能源具有間歇性，但持續時間延長的項目有可能幫助OUC確保電網可靠性。

紐約電力局計劃部署鋅-空氣儲能系統

2021年4月，紐約電力局（New York Power Authority，簡稱NYPA）與Zinc8 Energy Solutions公司和布法羅大學（University at Buffalo）簽署了一項協議，計劃部署Zinc8的鋅空氣儲能系統，這標志著紐約州首次展示了長時儲能的使用，這一發展可以支持進一步將可再生能源納入電網。

2022年1月，紐約州州長凱西·霍楚爾（Kathy Hochul）宣布，Zinc8公司將把其價值6800萬美元的生產基地和美國總部遷至紐約州的金斯敦。

Zinc8的技術是圍繞著鋅作為負極，由于其能量密度高、易獲得、成本低、易于儲存和處理，預計比其他金屬更具優勢。

當鋅空氣電池提供電力時，鋅顆粒與周圍空氣中的氧氣結合。當系統重新充電時，鋅顆粒再生，而氧氣則返回到周圍的空氣中。鋅空氣電池不需要更換燃料，并通過簡單地引入額外的燃料罐來提供可擴展的能量容量。

威斯康星州公用事業試點項目測試新形式的長時儲能

今年2月初，威斯康辛州的一家公用事業公司WEC Energy Group宣布，將在密爾沃基的Valley發電廠主導一個試點項目，以測試一種新的長時儲能形式。

WEC正在與EPRI、CMBlu Energy公司合作，計劃在今年第四季度在美國開展1至2MWh的試點項目，這也是美國電網測試這類儲能系統的首次嘗試。

CMBlu 的產品名為Organic SolidFlow，采用專有的液流電池技術，電解質來自完全可回收材料。試點項目將測試電池系統的性能，包括5至10小時的放電時長——是目前使用的典型鋰離子電池的兩倍。測試結果將與行業分享。EPRI將在2024年初分享該項目的完整分析。

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