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回顾2019 年长时间能源储存发展五大进展

时间:2020-01-08   浏览量:147

能源储存近年来在锂电池成本快速下降下发展起飞,不过长时间能源储存领域还在等待良机。2019 年长时间能源储存领域,开始有一些发展曙光,使产业界期待2020 年能成为长时间能源储存领域起飞的时间。在2020 年的开头,就来回顾一下2019 年长时间能源储存领域发展的五大趋势。

进展一:投入资金方面看到“春燕”


长时间能源储存领域受到投资市场重视的程度,过去远逊于其他绿能领域,这个现象到了2019 年有了转机。
2019年8月,软银(SoftBank)愿景基金(Vision Fund)领投瑞士、美国合资的重力储能新创公司能源库(Energy Vault)总金额1.1亿美元的B轮募资,软银投顾(SoftBank Investment Advisers)合伙人安卓亚斯‧汉斯森(Andreas Hansson)也因软银愿景基金此次投资而加入能源库的董事会。这是对静态储能技术单一最大投资。
软银愿景基金来近来因为WeWork 投资案而灰头土脸,过去也尚未在能源储存领域有投资胜果,不过资金就是资金,愿意投资的本身,就是对产业投下信任票。不仅能源库获得投资,铁液流电池新创事业ESS 在C 轮募资也得到软银旗下的软银能源(SB Energy)以及比尔盖兹的突破能源创投(Breakthrough Energy Ventures)3,000 万美元投资。
化学储能公司Form Energy 也自义大利石油巨擘埃尼(Eni)等投资者得到4,000 万美元投资,原本预计10 年才能商业化,得到资金后预计3~5 年内可商业化上市。加拿大压缩空气储能厂Hydrostor 则募资3,700 万美元,用来进行澳洲的计划。
过去所谓的长时间储能,其实往往指的只有6 小时,这相对于锂电池适用的4 小时储能时间,只能说是“稍微比较长的时间”而已,与锂电池差异不大的状况下,锂电池成本下降、效能提升后,就毫无招架之力,但如今长时间储能领域的代表厂商,已是可以储能半天甚至数天以上,不可同日而语,这也是资金再度愿意投入的原因。

进展二:安全因素成为电池的重要考量


2019 年4 月亚利桑那公共服务公司(Arizona Public Service)电池厂起火爆炸,以及南韩数起电池起火事件,表示即使电池的专业在工厂都会有起火事件,这让能源储存厂、客户、监管单位,都对电池的安全性有了更高警觉心。
锂电池的高能源密度,是适用于行动装置的原因,但同样的特点,也让锂电池特别危险,毕竟能源密度越高的物质越容易有起火爆炸风险,这点不只电池,汽油也是一样,而当锂电池的安全问题纳入考量时,其他储能技术也就相对有利。
液流电池不像锂电池有起火爆炸风险,重力储能也是,不过,高能量密度终究还是有潜在危险性,虽然重力储能不会爆炸,但会有崩落的风险,压缩空气储能虽然不会起火,但也会有爆裂的风险。只是,与锂电池的起火风险相较之下,其他技术一旦能压低成本,在安全性就有竞争空间。

进展三:借用既有技术的液态空气储能

长时间储能领域大体可分为两个发展方向,一是开发完全为长时间储能全新开发的技术,例如化学储能公司Form Energy 与ESS 的液流电池;另一个方向是借用其他领域已经成熟的技术来转变使用方式,例如能源库把工程用的吊车塔,拿来改造为重力储能用途,Hydrostor 则利用已成熟的压缩空气技术及矿业的挖掘坑道技术。
高景能源(Highview Power)也是后者其中之一,借用油气产业已经成熟的液化气体技术,将空企液化之后释放,成为推动发电涡轮的动力。
采用已经成熟产业的技术,一方面能避免开发新技术面临不确定性的风险,一方面能利用成熟产业链已经规模化生产的供应链,避免供应问题并降低成本,理论上是如此,不过要将理论化为实际,还要找到能带来商业营收的策略伙伴。
高景能源于2019 年底宣布与美国安可可再生能源(Encore Renewable Energy)合作,计划在佛蒙特州建造至少50 百万瓦(megawatts)40 万度,可储能8 小时的计划,预定于2022 年底或2023 年初完工上线。目标是提供佛蒙特州多种电网服务:协助整合可再生能源、电网惯性、频率调整、化解输电拥塞等等,不过目前还在与电力公司商谈阶段。
佛蒙特州是可再生能源占比较高的州,也就比其他州更快会遇上可再生能源造成输电瓶颈的问题。许多主张认为政府订下零碳排目标时程表,有利于长时间储能的发展,过去这些主张大多只是纸上谈兵,如今佛蒙特州的例子可说证明了这样的主张。

进展四:再保险推动液流电池

液流电池过去在需要轻薄短小的行动装置电源之争中,毫无机会的败给了锂电池。电网级能源储存不需要移动,因此对轻薄短小的要求不高,本来应该是液流电池反攻的大好机会,但是却仍然惨败给锂电池,目前能源储存市场上99% 都是锂电池。
不过,锂电池不擅长长时间、大量电力的能源储存,这让液流电池又有了新的利基,但是当液流电池主打比锂电池更安全、寿命更长的同时,所有的液流电池厂商规模都还远小于锂电池大厂,或许几年后会不会存活都不知道,又要如何来保证20 年后的产品寿命呢?
不过,若拿不到订单,液流电池厂当然也不可能成为大厂,要解决这个鸡生蛋蛋生鸡问题,金融机构的角色就出现了,慕尼黑再保险(Munich Re)决定投入,成为液流电池厂背后的信用基础,慕尼黑再保险的洁净能源团队,针对ESS 的铁液流电池技术做了完整的分析,每个环节拆解细分,研究可能发生故障问题的机率,以及故障将会造成多少损失金额,据此为ESS 产品推出保险,客户未来若在保固期间内发生任何问题,即使到时ESS 可能已经不幸倒闭,都有慕尼黑再保险负责。
如此一来,就解决了大部分客户的信心问题,不必担心厂商是否规模够大、能存活与否。不过,这不代表销售就会直接起飞,液流电池竞争对手 Vionx 在2017 年得到类似的保险产品支持,但生意并没有一飞冲天。虽然解决了顾客的部分疑虑,液流电池厂仍必须强调出自己的优势才行。

进展五:压缩空气储能厂Hydrostor 完成百万瓦规模计划

压缩空气储能原本在理论上是一种可行的储能方式,但是传统的压缩空气储能太过仰赖地质环境上既有的地穴,使得发展受到地理限制而难以实现。Hydrostor 则想到利用人类原本挖出来的各种矿坑、竖坑来做为压缩空气储能的地穴,降低了开辟地穴的成本,也大为扩展了可用空间与地理位置。
2019 年Hydrostor 于加拿大安大略完成了第一件百万瓦规模的计划,可以2.2 百万瓦容量储能,以1.75 百万瓦容量放电,储存总电力可达1 万度。该计划将为安大略的独立电力系统(Independent Electricity System Operator)提供电网服务,包括尖峰时提供额外容量以及其他电网服务。
Hydrostor 达到百万瓦规模计划,有利于建立客户的信赖、加速推动业务,之后Hydrostor 还将完成澳洲的计划,进一步提升客户的信赖,下一步,Hydrostor 喊出要达到100 百万瓦规模计划,充满雄心壮志,若真能达到,势必能对长时间储能的发展有很强的推动力。问题只在于:谁会是首个100 百万瓦规模计划的那个客户呢?