澳大利亞科學機構(gòu)CSIRO最近發(fā)布的一份200頁的報告表明，在2025年至2050年之間，國家電力市場(NEM)可能需要將其電力存儲容量增加10至14倍。這是為了應(yīng)對正在進行的建筑和運輸行業(yè)電氣化所刺激的快速增長的能源需求。

該研究還發(fā)現(xiàn)，雖然傳統(tǒng)的儲能技術(shù)，如電池和抽水蓄能，將繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用，但必須考慮所有形式的儲能，以滿足澳大利亞多個部門日益增長的需求，每個部門可能傾向于不同的存儲技術(shù)。

【資料圖】

“雖然現(xiàn)有的存儲系統(tǒng)用于從化石燃料中輸送能源，但澳大利亞能源系統(tǒng)中可再生能源水平的提高將導致對可再生能源存儲技術(shù)的更高要求。這些包括通過電化學過程(如電池)進行電力存儲，機械存儲(如泵浦水能存儲[PHES])，化學存儲(如儲罐或管道中的氫)和熱存儲(如熔鹽)，”報告寫道。

根據(jù)這份文件，電池可能是局部和短時間儲存電力的最佳選擇，而熱能(如蒸汽)可能更適合于熱密集型行業(yè)。

該路線圖采用了基于場景的方法，以澳大利亞能源市場運營商2022年綜合系統(tǒng)計劃中制定的路徑為基礎(chǔ)，該計劃可能對該國能源部門產(chǎn)生重大影響。

在兩種情況下，階梯變化和氫超級大國情景，建議是，到2050年，全國電力市場可能需要44-96吉瓦/ 550-950吉瓦時的可調(diào)度電力存儲容量，僅西澳大利亞州就需要12-17吉瓦/ 74-96吉瓦時。

該檔案指出:“隨著澳大利亞向凈零過渡，由于工業(yè)生產(chǎn)中對可再生過程熱的需求增加，熱存儲需求也可能會增加?！薄按送?，在氫超級大國的情況下，氫出口的強勁勢頭將導致電力和氫存儲系統(tǒng)的需求大幅增加?！?/p>

大量投資

盡管2050年的存儲結(jié)果存在不確定性，但建模結(jié)果表明，所有凈零路徑都需要對可再生能源存儲能力進行大量投資。

特別是，為了提供可靠的電力供應(yīng)，預計需要對短期和中期電力存儲進行更大的投資，如果澳大利亞想成為綠色氫出口的領(lǐng)導者，就需要對氫(或氫載體)存儲系統(tǒng)進行大量投資。

當?shù)氐V業(yè)大亨安德魯·福雷斯特(Andrew Forrest)一直走在綠色氫革命的前沿，隨著對清潔燃料需求前景的增強，他建造和擴建了生產(chǎn)電解槽的設(shè)施。

在CSIRO看來，考慮到工業(yè)過程熱的重要作用，以及使用可變可再生能源進行熱生產(chǎn)和對恒定熱量供應(yīng)的要求，熱能存儲系統(tǒng)也可能需要投資。

該機構(gòu)的文件寫道:“確定最具競爭力和最合適的能源存儲形式，需要了解存儲系統(tǒng)將被使用的環(huán)境?！薄斑@需要利益相關(guān)者通過特定地點和區(qū)域的方法來了解能源存儲的作用、部署考慮因素和可用的技術(shù)選項(包括商業(yè)和開發(fā))。這種方法至關(guān)重要，因為站點和區(qū)域因素會影響給定存儲系統(tǒng)的需求、成本、風險和集成考慮因素。”

這條路并不平坦

CSIRO的報告指出，盡管可再生能源部署有積極的趨勢，但許多澳大利亞部門在集成存儲技術(shù)方面面臨挑戰(zhàn)。

短時間電力存儲(1-4小時)預計將在澳大利亞電網(wǎng)和行業(yè)的脫碳中發(fā)揮重要作用，特別是到2030年，供應(yīng)鏈風險可能會造成部署瓶頸并推高價格。

為了解決這一問題，CSIRO的專家建議制定戰(zhàn)略，通過一系列戰(zhàn)略多樣化途徑來降低電池供應(yīng)鏈的風險，包括但不限于戰(zhàn)略供應(yīng)鏈和制造合作伙伴關(guān)系;發(fā)展國內(nèi)價值鏈;發(fā)展資源循環(huán);投資于替代性電池化學物質(zhì)的研究、開發(fā)和示范。

從中期(4-12小時)和長日間(12-24小時)電力存儲來看，報告認識到，盡管存在一些商業(yè)技術(shù)，但它們并不總是適用于最終用途或相關(guān)地區(qū)。目前還有其他幾種技術(shù)正在開發(fā)中，但這些技術(shù)還不具有競爭力，需要進一步的演示和部署。

因此，建議是快速演示和商業(yè)部署能夠提供數(shù)百兆瓦小時到數(shù)千兆瓦小時存儲的中長時間盤中持續(xù)時間技術(shù)，為主要電網(wǎng)和工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)建一套多樣化的選擇。

該檔案還提出了開展進一步區(qū)域研究的想法，以更好地了解地質(zhì)存儲機會，如絕熱壓縮空氣儲能和PHES子系統(tǒng)，以及利用現(xiàn)有資本和場地的機會，包括評估通過關(guān)閉礦山工作所創(chuàng)造的機會。

在長多日(24-48小時)和季節(jié)性(100+小時)電力存儲的情況下，預計將在主要和孤立的電網(wǎng)中發(fā)揮關(guān)鍵的能源“保險”和彈性作用，主要問題是存儲技術(shù)選項有限，而且通常有很長的交付時間，許多利益相關(guān)者仍在考慮投資選項，包括那些最小化存儲投資的選項，并評估向凈零過渡的權(quán)衡。

鑒于這種情況，CSIRO認為，進行進一步分析以更好地了解澳大利亞對多日和季節(jié)性儲存的需求、現(xiàn)有的權(quán)衡和可用的技術(shù)途徑是至關(guān)重要的。

報告建議:“開發(fā)項目管道，以滿足澳大利亞潛在的長期季節(jié)性和多日需求，包括確定和實施加速PHES部署的機會，并推進新興的多日和季節(jié)性技術(shù)?！?/p>

該路線圖還提出了中溫過程(150-500°C)、高溫過程(500°C及以上)以及氫和氫載體所需的存儲的可行途徑。

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