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客人的博客

大电池,而不是新发电厂

增加电网储能将有助于扩大发电能力

在缅因州布斯贝的一个试点项目中,在一个工业园区的储存容器中放置了600块电池,有助于缓解当地电网的高峰负荷,并使新的输电线路变得不必要。[图片来源:GridSolar]

由于成本不断下降,锂离子电池现在主导了一系列应用,包括电动汽车、电脑和消费电子产品。

你可能只有在笔记本电脑或手机快没电的时候才会考虑储能,但公用事业公司可以将更大的版本接入电网。多亏了它的迅速衰落锂离子电池价格,使用能量储存扩大发电能力。

基于我们的研究储能成本和性能在北卡罗来纳州,以及我们的分析对于未来几年储能可能发挥的潜在作用,我们认为公用事业公司应该为廉价的电网级电池的出现做好准备,并制定灵活的、长期的计划,为消费者节省资金。

高峰需求是昂贵的

消费者使用的电量根据每天的时间、工作日和周末之间,以及季节性和每年每个人都在做自己的事情而变化。

这些差异可能是巨大的。

例如,在许多地区,消费者使用最多电力的时间是几乎是平均水平的两倍它们通常消耗的电量。公用事业公司经常通过建造以天然气为动力的发电厂来满足高峰需求较低的建设成本以及在需要时进行操作的能力。

然而,仅仅为了满足高峰时段的需求而建造这些发电厂既昂贵又低效。这就像买了一辆大货车,一年中只有在你哥哥和他的三个孩子来看望你的那三天里使用。

电网需要在需要的时候及时供电,而一天中的使用情况变化很大。当短时间的电池为了供应足够的电力来满足需求,公用事业公司不必建造那么多的发电厂和输电线路。

考虑到这种基础设施的持续时间和电池成本下降的速度,公用事业公司现在面临着新的长期规划挑战。

便宜的电池

大约有一半自2014年以来,美国每年新增的发电量中有一半来自太阳能、风能或其他能源可再生能源.天然气工厂占了其余的大部分,但在未来,该行业可能需要与能源储存竞争市场份额

在实践中,我们可以看到如何的节奏自然燃气发电厂建设可能会放缓在回应对这个新的选择。

到目前为止,实用程序只安装了相当于一两个传统发电厂电网规模的锂离子电池项目,均自2015年以来。但在加州,德克萨斯,中西部和新英格兰在美国,当用户需要比平时更多的电力时,这些设备通过改善运营和弥合差距,使整个电网受益。

根据我们自己跟踪锂离子电池成本的经验,我们看到了这种电池在更大范围内部署并颠覆能源业务的潜力。

我们有大约一年的时间来进行研究北卡罗来纳州能源储存的收益和成本在美国,要跟上技术进步的步伐并提高人们的负担能力是一件艰难的事情。

从项目开始到结束,预计的电池成本变化如此之大,以至于我们发现自己在结束时急于更新我们的分析。

一旦公共事业可以很容易地利用这些巨大的电池,他们就不需要那么多的新发电能力来满足高峰需求。

公用事业规划

即使在电池可以用于大规模的能源储存之前,由于对未来的不确定性,公用事业公司也很难制定长期计划。

例如,大多数能源专家没有预料到石油产量的大幅下降天然气价格由于大约十年前开始的水力压裂法的普及,或者它将为公共事业提供动力逐步淘汰燃煤发电厂

近年来,太阳能而且风力发电成本下降的速度远远快于预期,也取代了煤炭——在某些情况下还包括天然气——成为天然气的来源发电能源

我们在存储研究中所学到的一些东西是说明性的。我们发现,在北卡罗来纳州,2019年价格的锂离子电池有点太贵,无法与天然气竞争峰化器工厂——当电力需求激增时,天然气厂偶尔会使用。然而,当我们对2030年的电池价格进行建模时,能源存储被证明是更重要的具有成本效益的选择

联邦、州甚至一些当地的政策是另一个不确定因素。例如,民主党议员已经概述了绿色新政这是一个雄心勃勃的计划,可以同时迅速解决气候变化和收入不平等问题。

无论国会发生什么,越来越频繁地一次又一次的极端天气对公用事业来说也很昂贵。干旱减少水力发电输出和热浪使用电量激增

未来

一些公用事业公司已经在投资能源储存。

加州公用事业太平洋燃气电力公司例如,该公司获得了监管机构的许可,在旧金山附近建造了一个567.5兆瓦的大型储能电池系统效用的破产可能会使项目复杂化。

夏威夷电力公司正在寻求批准这些项目将在岛上建立数百兆瓦的能源储存。和亚利桑那州公共服务而且波多黎各电力管理局我们也在考虑储存方案。

我们相信,这些决定和其他决定将在未来几十年产生影响。如果公用事业公司计算失误,在发电厂上花费数十亿美元,结果发现他们根本不需要,而不是投资于能源储存,他们的客户可能会支付比他们应该支付的更多的钱来维持到本世纪中叶。

谈话

耶利米约翰逊而且约瑟夫·f·迪卡洛里斯环境工程副教授在哪里北卡罗莱纳州立大学。本文转载自谈话在创作共用许可下读了原文

29日评论

  1. exeric||# 1

    我不喜欢我不能在某种程度上反对一篇文章,通常只在我不同意的时候才发表评论。然而,这篇文章为反对可再生能源的陈词滥调带来了一股新鲜空气,我真的需要赞扬它。大规模的能源储存是真正的答案,也是将可再生能源整合到电网中最便宜、最有效的方式。在可再生能源贡献低的州,可能不会立即要求这样做。在这种情况下,需求响应和其他手段是有效和可靠的。但是,在那些有不同寻常的高峰能源需求的地区,或者在那些已经有大量太阳能和风能贡献的地区,那么大规模的储能将是答案。当可再生能源占总能源使用量的70%或80%时,某种形式的大规模电池技术是唯一可行的答案。我真的很高兴这篇文章的作者理解这一点,并公开交流。

    人们可以争论其他平衡峰值负荷和间歇性可再生能源的能源需求的方法的有效性,但在某些时候,存储总是会出现。没有人会打电话给汽车公司,让他们把零件寄给你,然后你就可以自己组装成一辆车了。大规模生产和组装是高效快速完成任何事情的有效方法。

  2. 专家成员
    Dana多赛特||#2

    “大规模储能确实是解决问题的答案,它是将可再生能源整合到电网中最便宜、最有效的方式。在可再生能源贡献低的州,可能不会立即要求这样做。”

    也许存储不是必需的,但即使在可再生能源普及率低的地区,新的电池存储结合了新的光伏(或没有光伏),通常在成本和辅助服务的精度和速度上击败快速上升的燃气或燃油峰值。

    但它并不一定是化学电池。设计电力市场以更好地利用不同类型发电或储存的不同特性,将需要达到每一种的最佳价值。抽水蓄能解决方案可以做大量的大容量电力存储、时移和峰值电力服务,但不是频率和电压控制的最佳解决方案。锂离子存储的高能量密度和便携性并不是电网存储解决方案所需要的,而且也不能保证它的成本曲线会领先于其他方法。锂离子也不一定会在较长时间的大容量电力存储上击败其他方法。但是,即使是在现有的低可再生能源/无可再生能源电网上进行短期存储,当辅助服务价值叠加到避免升级传输资产的能力上时,在相同的电线和变压器上获得更多的净吞吐量,在财务上也是合理的。

    熔盐蓄热在德国受到了一些关注,因为它可能是一种利用退役/退役动力煤或核电厂基础设施沉没成本的很大一部分的方法,其中有许多:

    https://www.dlr.de/dlr/de/desktopdefault.aspx/tabid-10081/151_read-32703/year-all/#/gallery/33692

    (如果你像我一样德语不好,把光标悬停在文章上,然后右键单击,选择“翻译成英语”。: -))

    参见:

    https://reneweconomy.com.au/german-coal-generators-could-be-reused-as-storage-plants-23148/

    几年前,公用事业公司NexEra的首席执行官吉姆·罗博(Jim Robo)曾预测,美国最后一个投入使用的燃气高峰电厂将在2020年投入使用。他可能只是错过了几个月,而不是几年。当时NRG的首席执行官David Crane也发表了类似的声明。

    https://www.greentechmedia.com/articles/read/nextera-on-storage-post-2020-there-may-never-be-another-peaker-built-in-t#gs.350e63

  3. Jon_R||# 3

    电池将是取代天然气峰值发电的解决方案。但在没有太阳或风的地方不能长时间使用。

    我认为报告电池的$/kWh是荒谬的(即,不包括循环计数)。

    1. 专家成员
      Dana多赛特||# 4

      “我认为报告电池每千瓦时的价格是荒谬的(也就是说,不包括循环次数)。”

      周期计数无关紧要。

      电池寿命被构建到生命周期水平成本分析中。这并不比将能源的生命周期成本分配给发电机更荒谬,无论是风力发电场还是核能。

      https://www.lazard.com/media/450774/lazards-levelized-cost-of-storage-version-40-vfinal.pdf

      https://www.lazard.com/media/450784/lazards-levelized-cost-of-energy-version-120-vfinal.pdf

      1. Jon_R||# 6

        与上述不同,Lazard做得很好。谁知道他们在上面错误标注“每千瓦时成本”的图表中指的是什么成本。美元/兆瓦时,美元/千瓦年,美元/千瓦资本成本?

        1. 专家成员
          Dana多赛特||# 7

          他们使用的图表是从Lazard报告中剪下来的,但可能不是标签。

    2. exeric||# 5

      好辩的多?要获得相当稳定的间歇性可再生能源供应,你所需要做的就是在相当广阔的地理区域内连接可再生能源。有些地方刮风,没有云层。

      此外,当你也可以从太阳能和风能获得免费能源而不是使用NG时,你认为补偿电池有限的寿命需要多少钱?这并不是一个容易得出的等式,但通过增加可再生能源并取代化石燃料的使用,有限的寿命得到了更公平的补偿。

      奥卡西奥·科尔特斯(Ocasio Cortez)暗示,许多人,尤其是男性(我也是其中之一!)认为愤世嫉俗意味着某种“庄严”,她说得完全正确。这就是我在这个网站上看到的很多关于GND的东西。认为只有傻瓜才会受到惊吓和威胁是可悲的。

      1. JC72||# 9

        完全有可能有一天,电网可能会建设到这样的地步,下午来自美国西南部的太阳能为东海岸通勤者的暖通空调供电。国家将试图强迫它发生,同时保持低水电费。如果德国是一个指标,那么这将是一段坎坷的旅程。

        至于科尔特斯,比起经济学,她更了解酒吧工作。这就像听一个学生竞选高中班长,承诺每个人都有免费的苏打水。当然,她和大多数政治家并没有什么不同。他们只知道他们的主人告诉他们什么。

        1. 专家成员
          Dana多赛特||# 10

          “完全有可能有一天,电网可能会建设到这样的程度,下午来自美国西南部的太阳能为东海岸上班族回家的暖通空调供电。”

          输电线路的成本需要与存储的成本相平衡,与设计许可和建造长容量传输所需的时间相比,安装本地存储的速度是闪电般的快。很明显,中西部的风和南部平原的风可能是对东部市场有价值的出口(因此有了“粮食带快车”和其他输电项目https://www.grainbeltexpresscleanline.com/site/page/location但是,由于大量的官僚机构和政府需要在输电线路上签字,本地存储可能会更快实现。这就像选址石油或天然气管道一样复杂。

          在东西输电线完全建成之前,东部沿海地区的近海风力发电可能会成为主要参与者。从北卡罗莱纳州到缅因州的资源都很好,就像光伏、电池和陆上风能一样,成本继续以非常快的速度下降。在新英格兰地区,估计海上风力发电的容量因子超过50%,到目前正在规划中的一些项目建成时,可能会达到60%。

          德国的电网和政策规划模型并不能很好地代表美国的情况。美国的资源(包括风能和太阳能)和地理都要大得多,但政治利益的多样性也是如此。在州和地区边界内会发生很多事情。

          在美国,新的可再生能源已经比维持现有的大部分发电成本更低,所以如果有适当的融资和规划,它不会太贵,甚至可能比正常情况下更便宜,或者补贴煤炭和核能以保持它们的运行:

          https://www.utilitydive.com/news/majority-of-coal-plants-are-uneconomic-to-nearby-wind-solar-report-finds/551187/

          https://about.bnef.com/blog/battery-powers-latest-plunge-costs-threatens-coal-gas/

          1. 用户- 723121||# 12

            中西部地区的风力发电不断上线,输电线路已经到位,为大众提供电力。由于风力发电场租赁为寻求额外收入来源的种粮农民提供了收入机会,这种扩张将继续下去。水力储存是一个很好的可能性,因为一些大河的源头就在这里。

        2. Jon_R||# 13

          大约200条新的跨国高压直流输电线路(假设1万亿美元)和大规模的风能/太阳能超额供应(假设再增加1万亿美元)。虽然路途颠簸,但还是比小规模战争便宜。碳税(也就是停止化石燃料补贴)肯定会对经济有所帮助。

          如果你没有传输线,并试图使用电池在没有当地风能或太阳能的情况下长时间(比如12小时)供电,我会得到更大的成本。

          1. 专家成员
            Dana多赛特||# 14

            “一路颠簸,但还是比打一场小战争便宜。”

            真正的问题是,它是否/何时比本地存储或过度建设和限制廉价可再生能源更便宜。成本数字都是移动的目标,可再生能源和电池类型的存储是一个下降的轨迹,它们是技术,大量生产,具有对数量做出反应的学习曲线。

            输电线路和抽水蓄能(就像大型火力发电厂一样)是基础设施,它们不存在同样的学习曲线,而且邻避延迟问题要大得多。2019年纸面上价格可能比可再生能源和电池便宜的基础设施,到2029年,甚至到批准完成时,可能都不会便宜。把建设输电基础设施作为“解决方案”,可能是一个代价高昂的错误。

            从怀俄明州的Chokecherry和Sierra Madre风力项目到CAISO电网建设一条输电线已经讨论了多年,但它是否真的能建成还有待观察。(可能会,但什么时候?)马萨诸塞州到加拿大的水力输电线要小得多,但即使这样也需要很长时间才能解决问题。

            https://www.mainepublic.org/post/cmp-powerline-facts-and-documents

            https://www.wabi.tv/content/news/Central-Maine-Power-transmission-line-project-loses-support-of-Franklin-County--507455751.html

            https://www.sunjournal.com/2019/03/13/eric-coffman-say-no-to-transmission-line/

            https://www.bostonglobe.com/metro/2018/11/22/plans-bring-hydropower-from-canada-cornerstone-state-energy-policy-faces-mounting-obstacles/3j6iBavrm4Libx8QdpX67M/story.html

  4. 删除||# 8

    “删除”

  5. Dennis_Miller||# 11

    我完全赞成将替代能源和可再生能源与节能高效相结合。我一直认为我们应该研究替代能源,原因很简单,化石燃料是有限的。有些人可能想对绿色新政表示怀疑,因为他们天生就是愤世嫉俗的。但是,完全无视那些有实际理由的人的冷嘲热讽,就类似于“打种族牌”。我认为我们需要解决GND中列出的许多问题,其中没有一个是新想法。我的犬儒主义(实际上是现实主义)主要来自于所有这些必须在10年内完成的主张。建造一座发电厂需要数年时间,但我们要在短短10年内彻底改造整个能源结构?我们要在同样的10年时间里改造每一栋建筑的能源效率吗?在我看来,没有足够的劳动力或资金在这么短的时间内完成所有这些工作。30到50年可能更可信。

    此外,我还听说有人提出这样一个问题:是否有足够的锂来满足所有电池的需求?一个网站(Greentechmedia.com)说,以目前的消费量,锂的供应可以持续300年以上。但要利用这些供应来制造所有这些电动汽车和大型电池组,大约15年就会耗尽这些供应。供应问题也让我对预测2030年锂电池价格会更低的文章表示怀疑。

    最后,我不认为向那些“不愿工作”的人保证收入或争取收入平等与我们的能源问题有什么关系。至于收入平等,我不明白我们为什么要担心一个拥有特殊技术或医学知识的大学毕业生比那些甚至连高中毕业都懒得想的人挣得多。我们当然有经济问题要解决,但一些提出的解决方案比它们打算解决的问题更不公平。

    1. 专家成员
      Dana多赛特||# 16

      “建造一座发电厂需要数年时间,但我们将在短短10年内彻底改造整个能源结构?”

      为什么,是的,它可以!10年前,在爱荷华州、堪萨斯州或俄克拉荷马州,没有人预测到这些州三分之一或更多的电力将来自风力涡轮机。(这些州的太阳能派对才刚刚开始。)

      https://www.iowafarmbureau.com/Article/File/get?path=Files%2Farticle-142279%2FFIG%203.JPG

      不管有没有绿色新政,这种转变都将是快速的,现在风能和太阳能+电池比保持美国大多数现有热电厂的运营更便宜。但是有了计划会比没有计划更快、更有序。

      对于具有两位数百分比学习曲线的技术,10年就是一生,而风能(陆上和海上)、光伏和电池都具有两位数的学习曲线。

      “此外,我还听说有人提出这样一个问题:是否有足够的锂来满足所有电池的需求?”

      这是一件"谁在乎"的事。

      虽然由于便携式电子产品和汽车行业的投资,锂离子是目前成本/性能的领跑者,但如果锂变得稀缺或昂贵,已经在开发中的竞争电池化学物质可以在成本上击败它们。只有汽车和便携式电子应用需要锂离子电池的能量密度——网格电池每千瓦时的重量可以大几个数量级,而不影响功能。Ambri的工作人员将他们的液态金属电池组的高质量称为“防盗”功能。液流电池开发商也有很大的降低成本的空间。

      汽车锂离子电池可以并且正在作为电网电池被用于“第二生命”应用。网格电池不需要能够提供3.2秒内将Model-S从0到60英里每小时所需的电流,并且在网格电池中比在汽车中更容易正确地管理充电周期。当它们不再有能力用于二次电池应用时,锂可以回收和回收。

      对于汽车和便携式电子电池行业,也有一些人和公司在研究铝离子电池的解决方案:

      https://www.designnews.com/electronics-test/can-aluminum-take-us-beyond-lithium/44692193958697

      预测哪种电池化学成分将在2030年占据主导地位,或者它的价格将是多少,这有点愚蠢,但电池的成本与世界锂供应无关。

      而且,大容量的电网存储也不一定会由电池主导。蓄热和抽水蓄能仍有发展前景。热存储甚至还有降低成本的空间,而且不受拓扑结构的限制。一些德国人将开始在退役的燃煤发电机地点测试熔盐储热。那里的成本竞争力利用了现有连接和涡轮机基础设施的沉没成本,即使它作为化石燃料资产没有竞争力,但仍然可以通过转换为熔盐存储获得投资回报。一大块盐的能量存储相当于一大堆特斯拉电池,但它不会有与电池解决方案相同的周转时间。熔盐存储可以作为一个峰值电站,但可能不够快,无法在发电模式下提供像电池那样准确的辅助电压和频率电网服务(尽管在加热模式下,它几乎可以)。

      1. Dennis_Miller||# 18

        我完全赞成向绿色能源过渡。为了使我最初的帖子简短,我没有提到你提出的几个观点。当然,锂并不是唯一的电池化学成分,电池也不是唯一的能量储存方法。值得一提的是,许多企业只在白天运营,因此他们不需要太多的太阳能储存方式。

        我对GND最大的怀疑是10年的时间框架,特别是包括对全国每一栋建筑的改造。当然,在这段时间内可以完成部分任务,但我可以想象更长的时间框架更实际。

        1. 专家成员
          Dana多赛特||# 19

          “我对GND最大的怀疑是10年的时间框架,特别是包括全国每一栋建筑的改造。”

          更长的时间框架可能更实际,但也可能不是。而实现这一目标所需的建筑改造水平正在下降。(被动的房子?我不这么认为……)在今天的能源定价中,建筑和机械系统中有很多非常划算的唾手可得的果实值得追求。在2030年的能源定价中,情况可能并非如此。这仍然是值得尽早解决的问题,但这并不是一个交易破坏者。美国的大多数家庭都可以用2-4吨的热泵来加热/冷却。如果给予正确的激励措施(胡萝卜很好,但也可以用大棒),商业建筑也可以用热泵做得更好,而且通常机械系统的生命周期周转比住宅更快。

          对于可再生能源和储能行业来说,10年是一段很长的时间,全世界已经有大量的资金投入到这个问题上。这些东西大多是可扩展的,便宜的,而且越来越便宜。根据GTM对BNEF报告的分析(以及其他地方的数据),他们指出:

          -----------------------
          根据历史数据推断,自2012年以来,可提供4小时电网电力的锂离子电池基准LCOE(许多电网服务的标准要求)已经下降了74%。

          相比之下,自2010年以来,陆上风电、太阳能光伏和海上风电的每兆瓦时LCOE分别下降了49%、84%和56%。”
          ------------------------
          https://www.greentechmedia.com/articles/read/report-levelized-cost-of-energy-for-lithium-ion-batteries-bnef#gs.399v5w

          这是在不到10年的时间里实现的,而且未来两年的资本或研发分配比预期的要少。

          2012年,没有人会想到,10年后,现有的核能发电机组会比新的风能或太阳能发电机组更昂贵。再过10年,化石燃料或核热燃料还会有竞争力吗?这不是一个好的赌注。

          有了有计划的化石燃烧,当地的经济损失和资产搁浅程度可以大大减轻。如果让它“自然”发展(就像高度结构化和垄断的电力市场中的任何东西都是“自然”的一样),对化石技术的劳动力和投资者来说,都将是一个非常沉重的打击。目前,立法努力试图一次性拯救煤电社区,以降低个案基础上的影响,但与更全面的方法相比,这是相当薄的粥。科罗拉多大道,蒙大拿,有人吗?

          无论是否在绿色新政的计划和指导下,化石燃料的前景已经昭示无疑:

          没有未来!

          不管有没有绿色新政,大部分都将在未来十年实现。

          即使是通用汽车也可能晚了一点,但他们仍然会给它一个机会:

          https://www.cnbc.com/2019/03/21/cadillac-banks-on-suvs-electric-vehicles-to-revive-languishing-sales.html

  6. walta100||# 15

    能源储存是一项有风险的业务。想想一个10g瓦的电池起火会是什么样子。

    抽水蓄能似乎是安全的,直到一个传感器故障溢出大坝,释放出15亿加仑的水冲走了一个州立公园。

    https://en.wikipedia.org/wiki/Taum_Sauk_Hydroelectric_Power_Station

    Walta

    1. 专家成员
      Dana多赛特||# 17

      锂离子电池组的热失控问题已经被很好地研究过了,而且汽车电池组的人也做了相当好的故障安全措施,正是出于这些原因。但无论如何,锂离子并没有与抽水蓄能储能竞争。

      熔盐储存是一项经过验证的技术,在abengoa式的集中式太阳能热电厂中有着良好的记录,但在外形因素和热量输入方面高度灵活,可以轻松地作为短期电网储存。

      http://www.abengoa.com/web/en/negocio/energia/almacenamiento/

      https://rethinkresearch.biz/articles/germany-has-3-year-plan-converting-coal-plants-to-molten-salt-storage/

      锂离子实际上是关于运输和便携式电子产品的能量密度,而不是廉价安全的能源储存。试着在你的特斯拉(或笔记本电脑)上安装一大罐熔盐来驱动涡轮机,看看效果如何!: -)

      电网储能全部是关于化学电池的假设是不正确的,即使适用于电网应用的二手车电池在10年内将无处不在,而且价格便宜,但化学电池在10年内的目标电网应用可能更多地是在频率和电压辅助服务端,而不是发电容量和大容量存储端。

      1. 专家成员
        Dana多赛特||# 20

        当热转电的部分已经存在时,熔盐存储大容量电力的经济性可能相对于电池更具吸引力。将电能转化为热能的成本非常低,而且储罐本身的成本也比目前的锂离子电池低一个数量级。

        但是,蒸汽轮机等的成本仍然很大,不足以使其成为全新建设的完美解决方案,即使这是一种利用退役煤炭和天然气发电资产的完美方式。我在任何地方都找不到像样的成本记录(甚至没有德语),我能想到的最接近的是这张不太清晰的页面:

        https://www.solarthermalworld.org/content/molten-salt-storage-33-times-cheaper-lithium-ion-batteries

        用于发电的熔盐存储系统的全球领导者是一家美国公司Solar Reserve,该公司是Abengoa的供应商。

        https://www.solarreserve.com/en/technology/molten-salt-energy-storage

        虽然他们的重点一直是集中太阳能,但他们的大部分技术(和专利)可以很容易地应用于电网的大容量电力存储系统。考虑到在美国做聚光太阳能的经济状况(和房地产需求),他们可能会有一个商业案例来瞄准电网存储解决方案,这将与聚光太阳能项目有一些不同的特点。

  7. fastfoot||# 21

    读读约瑟夫·戈尔茨坦和斯塔凡·奎斯特的《光明的未来》。那就给这篇文章贴上“二手电池污染严重”的标签吧。

  8. tnedelsky||# 22

    谁能张贴一张图表,比较各种存储系统的能量损失?抽水蓄能,堆叠砝码,锂电池等。没有人提到储存冷冻水。可能是最高效的能源储存系统。

    在加州,最大的问题是夏季峰值供应(或潜在光伏供应)和峰值需求之间的时间偏移(冷却房屋在下午5点左右开始)。我主张在用电高峰时段对房主实行国家强制的公用事业反向计量激励措施。这将激励小规模光伏和电池存储的发展。

    机构,如大学,以及任何非常适合冷冻水储存的组织,一方面应该为安装这样的系统和在高峰时段使用电力提供税收抵免。

  9. 专家成员
    Dana多赛特||# 23

    没有人提到储存冷冻水。可能是最高效的能源储存系统。

    从冷冻水或低温热水(在你的热水器里)中恢复电力是完全不经济的努力。冷冻水储存用于特定的制冷和空调应用,通常在商业规模上进行。在住宅或小型规模的冷冻水没有经济意义,因为存储可观数量的能量所需的储罐的大小,但冰可以,因为从32华氏度的水到32华氏度的冰的相变将表观热质量放大了144倍(水的聚变热)。现在市面上有适合住宅和较小商业规模的冰蓄冷产品,例如:

    https://www.ice-energy.com/ice-energy-introduces-ice-cub-first-consumer-cooling-heating-solution-integrated-energy-storage-home/

    https://www.energycentral.com/c/pip/ice-energy-introduces-ice-cub-first-consumer-cooling-and-heating-solution

    南塔开特岛已经在电网运营商的控制下部署了一个舰队,以避免升级馈送该岛的海底电缆以管理夏季峰值负荷的高昂成本:

    https://www.energy-storage.news/news/ice-energy-genbright-to-deploy-1mw-of-ice-energy-storage-in-nantucket

    将用于热负载的特定应用的热存储与可以将电力反馈到GRID的存储进行比较并不是苹果对苹果。当然,这对时间转移或峰值剃除很有用,但它与驱动蒸汽轮机或电网规模的特斯拉电池组、抽水蓄能或堆叠重量的熔盐存储不一样。

    这是毫无意义的比较。冷冻水或冰储存(在任何周转效率下)远不如安装一辆大型特斯拉那么灵活或有用,这也是楠塔基特岛解决方案的一部分:

    https://www.energycentral.com/news/national-grid-develops-innovative-solution-island-community%E2%80%99s-unique-energy-challenges

    通过推迟对传输电缆的更换和升级几十年,存储技术和可再生能源可能会变得足够便宜,可以简单地切断距离大陆电网约30英里的岛屿社区的电缆。五年前,他们不会选择特斯拉,而不是更多的柴油发电机组——但现在电池已经更便宜、更有用了。冷藏或加热的水就不能做到这一点。

  10. Jon_R||# 24

    在接近被动隔热水平的情况下,即使是24小时的供热/制冷负荷峰值,所需的水量也不到一个5'x5'x5'的水箱。如果你已经有了一个水循环系统,几乎没有额外的成本。同意,冰(用来冷却)更好。

  11. tnedelsky||# 25

    是的,只有当最终用途是冷却时,冷冻水才有意义。在加州,最大的需求峰值问题主要是由最终用途引起的。我认为在未来的几年里,人们会了解到更多关于最终用于冷却的冷冻水存储和最终用于加热的热水存储以及家用热水的规模。我的直觉是,如果48伏直流热泵热水器和冷却器的价格下降,减少逆变器的损耗,利用提高的存储系统的效率和50年的硬件成本,在太阳能充足的地区,如加利福尼亚,多家庭开发的加热和冷却可能很好地处理这种方式。一个更小的,现场的锂电池来处理插头负载仍然是合理的。我认为通过适当的激励措施可以相对迅速地缓解加州的需求峰值问题。在加州,即使没有数千名企业家,也有数百名企业家非常适合应对这样的挑战。

    1. 专家成员
      Dana多赛特||# 26

      随着光伏价格的持续下跌,它的效率上升,逆变器的效率打击变得无关紧要。即使是光伏发电的直流电流也必须进行功率优化,以避免受到很大的效率冲击——这并不像直流制冷设备可以直接从光伏阵列有效地驱动。从光伏到电池到逆变器再到交流负载的转换效率并没有受到严重的打击,而且每年都在变好。与之竞争的DC标准不太可能取代120/240 VAC的住宅设备市场。

      1. Jon_R||# 27

        这并不是说直流制冷设备可以直接从光伏阵列有效地驱动

        虽然消除DC->AC->DC->AC的小效率损失不会对市场产生太大影响,但直接PV DC->AC可以用于冷水机,就像这里所做的那样:

        https://www.hotspotenergy.com/solar-air-conditioner/

        1. 专家成员
          Dana多赛特||# 28

          是的,从技术上讲,这是可以做到的,但没有任何效率的提高。他们可能在ECM驱动控制中内置了某种类型的光伏功率优化,以便在电池板不足/太阳能不足时提供最大的功率。但这样做只有在电池板非常便宜,和/或电网不可用的情况下才有意义。把3块光伏板扔在一个没有超高年化利用率的设备上并不是最有效的光伏资源利用。

  12. Kevin_Kircher||# 29

    “谁能张贴一张图表,比较各种存储系统的能量损失?”抽水蓄能,堆叠砝码,锂电池等。"

    @Thomas,这篇文章有你正在寻找的信息:

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S100200710800381X

    在档案日志里,但我不认为它是付费的。经济学上有些过时(这篇文章发表于2009年),但其他内容应该是相关的。查看表1。

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