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电池存储
预计要实现这一雄心勃勃的目标，需要增加风能和太阳能的发电能力及其在能源结构中的比重。国际可再生能源机构 (IRENA) 发布的分析报告估计，到 2050 年，全球 80% 以上的电力供应可能来自可再生能源，其中太阳能光伏和风能将占总发电量的 52%。随着这些间歇性发电来源逐渐取代基载化石燃料电厂（为电网运营商提供灵活性和稳定性），电池的重要性日益增加。大规模电池存储和电表后解决方案（包括电动汽车）对于实现这一变化都至关重要，它们提供的服务对于减少因间歇性能源增加而产生的供需不平衡至关重要。研究表明，未来十年全球能源存储容量预计将以 31% 的复合年增长率增长，到 2030 年累计容量将达到 741 GWh。
可再生能源存储
CAES 有一些地理限制，但潜在的位置遍布世界各地。它有两种版本：绝热（传统）和绝热（如 Storelectric）。将空气压缩到典型的 70 bar（~30 倍汽车轮胎压力）会使其加热 ~605oC，但必须将空气储存在接近环境温度的温度下，因为它储存在地下盐穴中（没有其他足够大或足够便宜的盐穴；尽管未来会有其他地质条件可用），而地质条件需要它。将其膨胀以再生电能会将其冷却到 -150oC 以下。传统的 CAES 通过燃烧气体将热量放回：效率低下（往返 42-50%）且污染严重（排放量为同等大小的 CCGT 的 50-70%）。绝热 CAES 提取压缩热，单独储存并在膨胀期间将其放回，从而将效率提高到 60-70% 并消除排放；混合技术是可能的。
存储成本
存储成本 Joule 在线杂志 1 发表了关于存储成本水平的详细分析，Vox 2 也对此进行了报道。简而言之，他们分析了存储作为可再生能源发电的后备能源需要达到的“能源存储容量成本”水平，以便让其价格实惠。他们分析了四个地方持续时间最长的天气模式（这些地方需要这种后备能源）和可再生能源发电的成本，并由此得出了可以淘汰化石燃料后备电厂的存储目标成本。在欧洲，长期的可再生能源低发期是“kalte dunkel Flaute” 3 。每隔几年，这将会覆盖欧洲大部分大陆的两周时间。如果将地理范围缩小到几个国家，持续时间缩小到几天，那么这种情况就会经常发生，每年都会发生很多次。如果考虑到夜间可以忽略不计的能源生产，那么这种情况就非常频繁了。让我担心的是，即使看过原文，也没有对“储能容量成本”做出定义 - 它到底是什么？♦ 每年每兆瓦时的资本成本？♦ 储能的平准化成本？♦ 电力的平准化成本，即包括购买输入电力的成本？它们的成本以美元/千瓦时为单位，因此乘以一千即可得到我们的美元/兆瓦时（我没有进行货币转换，因为货币波动太大）。他们的目标是“储能容量成本为 10-12 美元/千瓦时”= 100% 可用性电网的 10-12k 美元/兆瓦时。对于 95% 可用性电网，“储能容量成本”门槛为 150 美元。以我们的 40MW 200MWh 电厂为例，♦ 假设它每天运行 4.5 小时，每年运行 350 天，每年将产生 63,000MW 的电力，电厂成本为 6,000 万美元，这相当于每发电 MWh 的资本支出为 0.95 美元；加上当年 5% 的资本成本，这正好上升到 1 美元。◊ 将持续时间加倍，TES CAES 的资本支出将增加约 30%，CCGT CAES 的资本支出将增加约 15%，因此持续时间较长的电厂每 MWh 的资本支出更便宜。◊ 这种版本的“储能容量成本”、LCOS 和 LCOE 不会从规模中受益，因为它们主要取决于电力吞吐量，而不是持续时间。♦ 我们估计的 LCOS 为 68 美元/MWh。♦ 我们估计的 LCOE 为 110 美元/MWh。 1 https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30300-9 2 https://www.vox.com/energy-and-environment/2019/8/9/20767886/renewable-energy-storage-cost- 电力 3 https://energytransition.org/tag/dunkelflaute/