美國(guó)發(fā)展可再生能源，新型儲(chǔ)能是避不開的一環(huán)。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月14日，美國(guó)白宮宣布對(duì)中國(guó)太陽能電池、電池、半導(dǎo)體等一系列商品加征關(guān)稅，301關(guān)稅法案“靴子落地”。其中，新型儲(chǔ)能的關(guān)稅將從7.5%上升到25%，2026年開始實(shí)施。

美國(guó)在加大對(duì)別國(guó)產(chǎn)品征收關(guān)稅力度的同時(shí)，大力發(fā)展本國(guó)的新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。對(duì)此，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟副秘書長(zhǎng)岳芬日前接受媒體采訪時(shí)表示，美國(guó)加征301關(guān)稅是在為構(gòu)建本國(guó)儲(chǔ)能供應(yīng)鏈提供緩沖時(shí)間。

近日，紐約時(shí)報(bào)的一篇文章也表明，美國(guó)企業(yè)同樣意識(shí)到，新型儲(chǔ)能是可再生能源滲透率進(jìn)一步提高、消納能力進(jìn)一步提升的最重要、最有確定性的解決方案之一。

而就在當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月15日下午，曾經(jīng)全球最大的鋰電池儲(chǔ)能電站，美國(guó)加利福尼亞州的蓋特韋(Gateway)儲(chǔ)能電站被發(fā)現(xiàn)起火，當(dāng)?shù)叵�防部門表示，此次火災(zāi)可能需要幾周時(shí)間才能完全撲滅。據(jù)悉，該儲(chǔ)能電站使用的是LGChem鋰離子電池。

有媒體梳理發(fā)現(xiàn)，2023年至今，全球發(fā)生儲(chǔ)能安全事故超70起，其中韓國(guó)最多，美國(guó)緊隨其后。美國(guó)環(huán)境組織自然資源保護(hù)協(xié)會(huì)（Natural Resources Defense Council,NRDC）中負(fù)責(zé)電網(wǎng)相關(guān)事宜的Natalie McIntire在接受紐約時(shí)報(bào)采訪時(shí)表示，美國(guó)的許多新型儲(chǔ)能剛剛開始出現(xiàn)，相關(guān)規(guī)定還沒有跟上。

新型儲(chǔ)能正在美國(guó)一些州快速發(fā)展，但許多問題仍然有待解答。

美國(guó)各州加速布局新型儲(chǔ)能

隨著美國(guó)新能源滲透率不斷提高，新能源的發(fā)電特性對(duì)其電網(wǎng)造成的影響也逐漸加大。2023年已有分析指出，美國(guó)加州電網(wǎng)凈負(fù)荷的“鴨子曲線”，隨著新能源滲透率的大幅提升，已經(jīng)演變?yōu)楦鼑?yán)峻的“峽谷曲線”。

凈負(fù)荷曲線的這一特性，主要是由于可再生能源（如太陽能）發(fā)電與電力需求時(shí)段不匹配造成的。為解決這一問題，美國(guó)各州電網(wǎng)已經(jīng)越來越多地考慮使用新型儲(chǔ)能作為解決方案。

來自廣發(fā)證券的一項(xiàng)分析顯示，由于美國(guó)自然資源結(jié)構(gòu)和新能源規(guī)模，其可再生能源的整體消納壓力小于中國(guó)，整體調(diào)節(jié)性資源充裕度也更高。不過，隨著加州、德州等地風(fēng)電、光伏裝機(jī)提升，以及美國(guó)政府應(yīng)對(duì)氣候變化承諾的兌現(xiàn)時(shí)間日益逼近，美國(guó)可再生能源消納需求正在逐步提升，且呈現(xiàn)地域差異大的特點(diǎn)。

另外，由于美國(guó)三大區(qū)域電網(wǎng)之間相互獨(dú)立運(yùn)作，聯(lián)通程度低，且缺乏長(zhǎng)距離大規(guī)模輸電能力，新能源在電力系統(tǒng)中的消納主要以本區(qū)域?yàn)橹鳌＿@一特性促進(jìn)了美國(guó)一些地區(qū)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展。

紐約時(shí)報(bào)通過分析新型儲(chǔ)能在加州、德州等美國(guó)各州的推廣應(yīng)用，指出新型儲(chǔ)能在太陽能發(fā)電中可以發(fā)揮重要的作用。

從2020年起，加州的新型儲(chǔ)能裝機(jī)快速增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度僅次于中國(guó)。新型儲(chǔ)能除存放電外，在加州電網(wǎng)中也起到舉足輕重的作用，可以在晚間部分替代化石能源。例如，在當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月30日的晚上7點(diǎn)到10點(diǎn)，新型儲(chǔ)能為整個(gè)加州提供了五分之一的電量，在幾分鐘內(nèi)釋放電力達(dá)7046兆瓦。彭博新能源財(cái)經(jīng)的美國(guó)電力專家HelenKou表示，未來，加州經(jīng)驗(yàn)可以推廣到美國(guó)的其他電網(wǎng)，新型儲(chǔ)能正快速?gòu)睦�基市�?chǎng)中的應(yīng)用向另一種用途轉(zhuǎn)變，即把風(fēng)光發(fā)電大規(guī)模轉(zhuǎn)移到用電高峰時(shí)段。

紐約時(shí)報(bào)指出，在過去三年中，美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)中的新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量翻了10倍，達(dá)到16000兆瓦。今年預(yù)計(jì)還將翻倍，其中，德州、加州和亞利桑那州增長(zhǎng)最多。

電網(wǎng)側(cè)使用最多的是鋰離子電池技術(shù)，類似于智能手機(jī)或電動(dòng)汽車的電池。過去十年中，電動(dòng)汽車的崛起使得電池價(jià)格下降了80%，為大規(guī)模儲(chǔ)能的發(fā)展提供了空間。另外，美國(guó)的聯(lián)邦補(bǔ)貼也促進(jìn)了行業(yè)增長(zhǎng)。

加州政府在應(yīng)對(duì)氣候變化方面野心勃勃，因此希望通過推廣電源側(cè)新型儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)到2045年100%使用綠電的目標(biāo)。加州政府計(jì)劃到2035年新型儲(chǔ)能容量可以翻三倍左右。但目前，加州仍然重度依賴天然氣進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)節(jié)，且有約40%的電力來自于燃?xì)獍l(fā)電。

彭博新能源財(cái)經(jīng)的一項(xiàng)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的儲(chǔ)能技術(shù)完全替代所有燃?xì)獍l(fā)電可能尚有難度。光伏+新型儲(chǔ)能的模式相比于只在用電高峰才開啟的小型燃?xì)怆姀S來說可能更具經(jīng)濟(jì)性，但相比于那些能日夜提供更穩(wěn)定電力的較大型燃?xì)怆姀S，新型儲(chǔ)能就不具備經(jīng)濟(jì)性了。來自加州大學(xué)伯克利分校的經(jīng)濟(jì)學(xué)家MeredithFowlie表示，不可能做到每度電都用新型儲(chǔ)能，因?yàn)槟菢舆^于昂貴。

世界最大的電力公司之一，美國(guó)愛依斯電力公司（AES Corporation）的首席執(zhí)行官Andres Gluski表示，“儲(chǔ)能的未來是光明的”，要讓電網(wǎng)能夠消納更多可再生能源，使用更多電池是唯一的途徑。

從輔助服務(wù)到能源關(guān)鍵角色

一開始，新型儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的主要作用其實(shí)是處理如電站意外跳閘一類的不嚴(yán)重的電力中斷情況。時(shí)至今日，提供這些“輔助服務(wù)”仍然是許多電池運(yùn)營(yíng)商盈利的最重要途徑。

紐約時(shí)報(bào)表示，加州和德州發(fā)展新型儲(chǔ)能的路徑有所不同。在加州，強(qiáng)制政策是一個(gè)重要的推動(dòng)因素：2019年，加州政府擔(dān)心許多老舊天然氣站關(guān)閉可能增加電力中斷的風(fēng)險(xiǎn)，于是強(qiáng)制要求電力公司快速配置了上千兆瓦的儲(chǔ)能。德州則是市場(chǎng)力量占主導(dǎo)。德州電力市場(chǎng)化程度高，電價(jià)上下浮動(dòng)大，在電力非常短缺時(shí)曾經(jīng)達(dá)到過1度電5美元的情況。因此，新型儲(chǔ)能開發(fā)商可以利用電力需求高峰時(shí)段，在電力系統(tǒng)中時(shí)常發(fā)生電路阻塞的地方進(jìn)行套利。

德州目前的大部分新型儲(chǔ)能仍用于輔助服務(wù)，幫助電網(wǎng)減少電力中斷帶來的干擾。同時(shí)，德州比加州更依賴風(fēng)能，一種波動(dòng)性更加難以預(yù)測(cè)的能源。

不過，德州在太陽能方面正快速追趕加州，同時(shí)，新型儲(chǔ)能可以以類似的方式緩解德州的用電緊張。德州當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月28日發(fā)生過一個(gè)情況，日落的同時(shí)風(fēng)力又格外弱，同時(shí)許多煤電和天然氣電站正在檢修。當(dāng)時(shí)，新型儲(chǔ)能供應(yīng)了德州4%的電力，保障了100萬戶家庭的供電。

其他州也緊隨其后。在亞利桑那州和佐治亞州，電力公司計(jì)劃配置上千兆瓦裝機(jī)容量的新型儲(chǔ)能，來應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)工廠日漸增長(zhǎng)的電力需求。

不過，新型儲(chǔ)能行業(yè)仍然面臨挑戰(zhàn)。鋰離子電池具有易燃的特點(diǎn)，即使運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)采取措施降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，一些社區(qū)仍然反對(duì)在他們的地盤上建設(shè)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目。另外，德州同時(shí)在為燃?xì)怆姀S提供州政府資金，這也可能削弱新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)。而其他州相對(duì)復(fù)雜的政策環(huán)境也可能阻礙電力公司增配儲(chǔ)能。

發(fā)展提速，安全監(jiān)管措施亟待加強(qiáng)

這不是美國(guó)第一次發(fā)生儲(chǔ)能電站的安全事故。例如2022年2月13日，美國(guó)加利福尼亞州的Moss Landing 300MW/1200MWh儲(chǔ)能電站項(xiàng)目發(fā)生事故，約10個(gè)電池架被燒毀，該儲(chǔ)能電站同樣使用了LG電池；2019年4月，美國(guó)亞利桑那州儲(chǔ)能項(xiàng)目爆炸，數(shù)人被送往醫(yī)院，其中有8人受傷。

鋰離子電池的熱失控問題是讓人們對(duì)其產(chǎn)生顧慮的重要原因之一，而此次的蓋特韋儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故由于鋰離子電池持續(xù)的熱失控，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)復(fù)燃，至今火災(zāi)仍未撲滅。

在我國(guó)，新型儲(chǔ)能的安全問題已經(jīng)受到了政府部門的重視。就在7月，國(guó)標(biāo)《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》（GB/T36276-2023）將正式實(shí)施。據(jù)報(bào)道，其中將對(duì)電池單體絕熱溫升特性提出要求，例如在循環(huán)周期內(nèi)，熱失控時(shí)表面溫度應(yīng)大于90℃，熱失控不應(yīng)起火，不應(yīng)爆炸，不應(yīng)在防爆閥或泄壓點(diǎn)之外的位置發(fā)生破裂。去年11月，國(guó)家能源局發(fā)布《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于加強(qiáng)發(fā)電側(cè)電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的通知》。其中要求，對(duì)存在安全隱患的設(shè)備及系統(tǒng)，應(yīng)能夠及時(shí)預(yù)警并采取有效措施消除隱患。并重點(diǎn)提出，各電力企業(yè)應(yīng)于2024年12月31日前完成本企業(yè)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)，2025年以后新建及存量電化學(xué)儲(chǔ)能電站應(yīng)全部納入監(jiān)測(cè)范圍。

加州政府曾表示，到本世紀(jì)中葉，可能需要5倍于現(xiàn)在的儲(chǔ)能容量。但在此之前，可能首先要解決的不是宏偉的目標(biāo)，而是擺在眼前的安全性問題。




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