未來的LIB和燃料電池/氫將成為主要的存儲技術(shù)

英國帝國理工學院（a）研究人員所展示的放電頻率和放電時間成本競爭力最高的技術(shù)。對九種技術(shù)（LIB電池，F(xiàn)C/氫，NAS（鈉-硫）電池，鉛（Pb）電池，氧化還原液流釩利用率（VRFB），空氣壓縮，抽水發(fā)電蓄能，風車，雙電層電容器）從2015年到2050年的成本變遷進行了比較。色密度越高，成本競爭力越高?？v軸的放電時間與功率容量和備用容量等高相關(guān)，這意味著，只要放電時間越長，放電頻率越?。ㄗ笊蠀^(qū)域）就越適合大容量的電量儲存。2040年，LIB電池將部分取代抽水蓄能發(fā)電的主要應(yīng)用，而FC/氫氣已確立了其大型電力的儲備技術(shù)地位。如假設(shè)抽水蓄能發(fā)電不能使用，2030年后FC/氫氣和LIB將變成新的兩大儲能技術(shù)（b）。

根據(jù)這一推測，成本競爭力強的LIB電池取代的將不是FC電池而是抽水發(fā)電。2015年左右抽水發(fā)電成本最低的許多地區(qū)將在2040年被LIB電池取代。雖然抽水蓄能發(fā)電和LIB的邊界在2015年重點放在放電是否超過1小時，但到了2040年后LIB價格大幅下降，甚至到放電需要12小時的一些用途上，LIB都能體現(xiàn)出成本優(yōu)勢。

目前，日本及歐美電力系統(tǒng)都已經(jīng)開始大量引入LIB以維持電力產(chǎn)量水平。例如，GSYuasa計劃在2020財年之后向北海道電力公司的電力系統(tǒng)引入額定輸出功率為240兆瓦，容量為720兆瓦時的LIB電池。在考慮LIB的成本時，重要的不僅僅是容量，而是額定輸出和容量之間的關(guān)系。上述情況下的容量額定輸出為3小時。鑒于上述論文，考慮到2015年后LIB的價格下跌，將其與抽水蓄能發(fā)電區(qū)分是合理的。反過來假設(shè)要在此額定輸出下繼續(xù)放電24小時，則需要5.76GWh（5760MWh）的容量，目前來說是不現(xiàn)實的。

另一方面，在更長充放電時間的使用用途上，F(xiàn)C/氫技術(shù)也逐漸侵蝕當前的抽水蓄電的使用區(qū)域，2040年之后將成為持續(xù)3天以上放電用途中成本最為低廉的技術(shù)。事實上，在英國，氫被用作儲存數(shù)月電力的一種儲存技術(shù)已經(jīng)在使用。

順便說一下，抽水蓄能發(fā)電是一個非常大的儲能系統(tǒng)，使用兩個水壩，其環(huán)境負擔很高，因此未來很難增加建設(shè)。車載應(yīng)用肯定是無法實現(xiàn)，并且其他可用的場景也是有限的。如果將抽水蓄能和空氣壓縮從上面的選擇項中去除，則到了2030年能夠留下來的就是LIB和FC/氫，以及風車發(fā)電或雙層電容器。這之后的20年至2050年情況可能都不會發(fā)生太大變化，除非出現(xiàn)意想不到的新技術(shù)，否則LIB和FC/氫的兩大技術(shù)時代將至少持續(xù)數(shù)十年。