太阳能和风能是清洁电力革命中迷人的双胞胎。看到一片吸收太阳能量的闪闪发光的电池板,或者在海洋上空旋转的巨大涡轮机,都是令人兴奋的。固定的电力储存就没有这么大的吸引力了——想想一个装满大电池的大金属棚子。尽管如此,如果世界要摆脱对肮脏的化石燃料发电厂的依赖,大规模储存能源的能力将至关重要。这项技术正逐渐变得越来越便宜并吸引投资。但要确保这一合作火花四射,还有很多工作要做。
要了解为什么储存是重要的,就从限制气候变化的最常见策略开始追溯。计划通常通过减少化石燃料来减少发电的排放,然后为其他碳排放活动供电,如驾驶汽车和为建筑物供暖。丰富、可靠、清洁的电力是许多绿色投资和政策的基础。为了更好地工作,清洁电力反过来依赖于储存。
核电站可以提供稳定的清洁能源,但它们遭到了激烈的反对,并受到成本超支的困扰。太阳能和风能是增长最快的替代能源。如今,他们占全球发电量的7%,是2013年的两倍。但太阳不会永远照耀,风也不会一直吹。随着间歇性能源所占比例的上升,能源需求也会随之上升,以抵消供应的波动。在短期内,肮脏的煤炭和天然气将不得不提供灵活性。然而,最终存储必须扮演这个角色,而且越快越好。其目的是在太阳能和风能充足时捕获并在需要时释放。
如今,抽水发电是最常见的能源储存方式。当天气晴朗或多风时,太阳能和风力发电场产生的多余电力可以用来将水抽到山上的水库中,然后再释放出来用于水力发电。但是很多地方缺少山、雨水和空间。电池是另一种选择。它们可以平滑供应的波动和下降,并在可再生能源充足的时候储存起来,就像加州一个阳光明媚的下午,然后在需求上升的晚上释放出来。它们可能会改变那些仍计划扩大化石燃料使用的大型新兴市场。国际能源署(International Energy Agency)估计,如果不包括已经规划的煤炭项目,电池有可能在2030年后使印度的燃煤电厂数量减少四分之三。
如果电池要发挥其潜力,它们需要变得更便宜、更好。正在取得进展。自2010年以来,锂离子电池的价格已经下降了85%,因为企业纷纷向工厂投入资金,大规模生产电动汽车电池。数据公司BloombergNEF预测,明年的存储容量投资将达到约90亿美元,是2017年的4倍。但技术问题依然存在。例如,锂离子电池不擅长长时间储存能量,这在雨季的国家很重要。令人高兴的是,公司正在进行试验。包括阿里巴巴的马云和亚马逊的杰夫·贝索斯在内的大亨们已经投资了一些追求能源存储的初创公司,这些公司使用的能源从新颖的电池设计到熔盐再到压水泵入地下。
公司和资本市场要发挥它们的魔力,就需要一项政策——即使只是因为国家比其他行业更有权力制定规则。既得利益和过时的思维导致了对电池的偏见。去年,美国能源部拨款2800万美元用于长期存储的研究奖励,这与国家用于煤炭特许权使用费税收减免的1.5亿美元相比微不足道。许多地方为风能和太阳能提供补贴或授权,但却没有为其赖以运行的最佳储能系统提供补贴。
通常情况下,存储技术无法像更脏的能源那样接入电网和客户。去年,美国联邦电力监管机构下令开放地区电力市场进行储能,但实施一直进展缓慢。除非清洁能源能更容易地储存起来,否则向清洁能源的转变就不会发生。是时候来一场高压震荡来帮助一项重要技术蓬勃发展了。
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