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检查我们西部电动可靠性挑战
在本文中，我们研究了西方各州广泛的计划过程中策划的一系列共同挑战。这些挑战包括：极端气候变化引起的天气事件；尽早退休煤炭和天然气设施；较高的和政策驱动的电力预测；新的资源部署风险；新传输投资的漫长交货时间；以及市场购买的波动和不确定性。这些挑战和问题并不是美国西部的独有性，因为所有地区都以某种形式面对它们，但是西方互连中实体的相互依赖性值得自己的检查。在未来的论文中，考虑到该地区的具体情况，可以针对其他地区进行类似类型的考试。尽管如此，在理解这些挑战时，它有助于对潜在解决方案进行讨论，这清楚地表明了长期储能（LDES）技术的需求和潜力。抽水储能（PHE）是LDES的可伸缩性，低技术风险和稳定网格的能力的LDES选项之一。为了实现这些LDE解决方案，本文对西方实体提出了关键建议：发行LDES特定的招标；在IRP建模和计划中包括LDE；并开发寻求特定LDE属性的采购机制。
用于长期储能的固体氧化物铁空气电池
用于长时储能的固体氧化物铁空气电池：铱粒子催化储能材料 Fe-ZrO 2 还原动力学研究 Chaitali Morey a、Qiming Tang a、b、Kevin Huang a* a 南卡罗来纳大学机械系，美国南卡罗来纳州哥伦比亚市 29208 b 马里兰大学马里兰能源创新研究所，美国马里兰州帕克分校 20742 a* 南卡罗来纳大学机械系，美国南卡罗来纳州哥伦比亚市 29208 具有 10 小时以上周期持续时间的长时电力存储 (LDES) 是一种具有经济竞争力的选择，可加速可再生能源进入公用事业市场。不幸的是，所有可用的储能技术都无法满足 LDES 对持续时间和成本的要求。我们在此报告一项关于 Fe 氧化物还原过程的重点动力学研究，这是固体氧化物铁空气电池的关键步骤；后者最近被证明是兼容 LDES 的电池。研究清楚地表明，Ir 是一种极好的催化剂，可以加速缓慢的 Fe 氧化物还原动力学。1. 简介长时储能 (LDES)（10 小时以上）被认为是可再生能源进入公用事业市场的关键技术解决方案。然而，由于成本原因，目前可用的存储技术仅限于 10 小时以内。如果存储时间超过 4 小时，基准锂离子电池技术在经济上将难以承受。因此，开发新的低成本 LDES 兼容电池技术是非常可取的。
长时储能用例
电力公用事业：许多公用事业公司已宣布了到 2050 年或更早实现净零排放的脱碳目标。LDES 技术可以成为实现这些目标的重要工具，作为可调度能源的来源，以匹配具有高渗透率可变可再生能源的发电组合。3 有组织的市场中的价格信号激励能源存储资源将能源从价格相对较低的时期（供应过剩时期）转移到价格相对较高的时期（供应紧张时期）。这可以包括在日内、两天之间甚至跨季节转移能源。4 市场机制仍在开发中，以便在更成熟的四小时存储时间之外充分补偿 LDES 的这些服务。同时，LDES 可以通过一些现有的电力市场结构提供价值。5 具有足够容量和持续时间的存储资源有可能发挥峰值电厂的作用。例如，能够提供超过 100 小时能源的 LDES 资源可以在电网最具挑战性的时期提供低碳稳定电力。 LDES 还可以提供各种平衡和储备服务，以最大限度地减少客户的服务中断。
长期持续时间存储示范请求信息
随着加利福尼亚州加速可再生能源以实现脱碳目标的部署，电网将继续发展，以容纳更多可再生能源，LDE的重要性将继续增长，以帮助维持网格可靠性。因此，CEC正在追求新兴LDES技术的演示和部署，该技术使用商业锂离子（Li-Ion）技术的替代方案。这些非LI技术可以帮助加利福尼亚实现其雄心勃勃的目标，即在2035年之前部署19.5吉瓦（GWS）的储能和52 GWS。为了满足这一具有挑战性的目标，CEC正在与行业合作伙伴合作，以使该州的储能组合多样化。在2022-2023和2023-2024财政年度中，CEC分别获得了1.4亿美元的一般资金和1.9亿美元的温室耗气资金（GGRF），以通过LDES计划来支持这一工作。CEC使用初始LDES计划资金授予将部署五种独特的非LI LDE技术的赠款协议。为了使未来的竞争力，非LI技术系统的尺寸必须为20-40兆瓦时（MWH），并旨在在未来3 - 6年内扩展到200-400 MWH或更多。
阿拉斯加铁路带的泵送热能存储
由美国能源部 (DOE) 清洁能源示范办公室 (OCED) 管理的长时储能 (LDES) 示范计划旨在验证新的储能技术并增强客户和社区更有效地整合电网储能的能力。作为该计划的一部分，OCED 寻求从一系列不同技术中申请 LDES 项目，旨在克服在不同地区全面部署 LDES 系统的技术和制度障碍。OCED 选择了九个项目开始授标谈判，总额高达 2.86 亿美元。经过谈判，2024 年 6 月，OCED 授予阿拉斯加铁路带抽水热能存储 (POLAR) 项目近 550 万美元，开始第一阶段的项目工作。POLAR 项目将位于阿拉斯加州希利。
在基本编辑的业务中：从长凳到床边的演变
长期储能（LDES）由于其在可再生可再生电力（VRE）驱动的脱碳，低成本和稳定的网格方面的关键作用而引起了兴趣。当前，开发了多种LDES技术，可以提供8小时以上连续排放的电力。但是，长期计划过程中使用的当前容量扩展模型很少将低成本LDE视为候选技术。如果他们这样做，则模型的存储平衡范围（SBH）通常只考虑非连续的1天期间，这些时期不会捕获LDES在多天甚至季节中转移能量的潜力。解决了现有模型中的这些限制，这项工作探讨了最佳储能在增加SBH连续数天数时的变化方式，以及这些变化将如何影响确定储能未来作用的计划者。我们的分析使用Switch，这是一种开源能力扩展模型，在2050年的零碳场景中，整个西方电力协调委员会（WECC）具有高空间分辨率。我们发现，当存储能源和电源过夜成本分别为$ 13 usd/kwh（或更少）和113美元/kW时，SBH连续的SBH数天数都会改变LDES的总选定功率和能源容量。我们还发现，根据SBH的长度，驱动未来VRE驱动的WECC网格的储存能量量从2.5 TWH到16.0 TWH。最佳存储持续时间（能量比）我们在所有情况下获得10小时至620小时的范围。此外，根据存储成本假设，我们在改变SBH长度时会观察到不同的电荷/放电模式。鉴于我们的结果，我们预计随着越来越多的LDE技术成为商业上可用，在高VRE驱动的网格的长期计划过程中，增加SBH的长度以完全捕获LDES资产的好处至关重要。
实现低成本长时储能的承诺
执行摘要 长时储能 (LDES) 为未来的脱碳电力系统提供了灵活性和可靠性。各种成熟和新兴的 LDES 技术都有望用于电网规模的应用，但它们都面临着一个重大障碍——成本。认识到广泛部署 LDES 的成本障碍，美国能源部 (DOE) 于 2021 年制定了长时储能计划 a，旨在到 2030 年将能够提供 10 小时以上储能时间的技术 (储能计划) 的成本降低 90%。2022 年，美国能源部启动了储能创新 (SI) 2030 c 计划，以制定具体且可量化的研究、开发和部署途径，以实现储能计划。该计划是美国能源部储能大挑战 d 的一部分，这是一项全面的跨领域计划，旨在加速下一代储能技术的开发、商业化和利用，并保持美国在全球储能领域的领导地位。