未來的LIB和燃料電池/氫將成為主要的存儲(chǔ)技術(shù)

英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院（a）研究人員所展示的放電頻率和放電時(shí)間成本競(jìng)爭(zhēng)力最高的技術(shù)。對(duì)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(fēng)車，雙電層電容器）從2015年到2050年的成本變遷進(jìn)行了比較。色密度越高，成本競(jìng)爭(zhēng)力越高。縱軸的放電時(shí)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(shí)間越長(zhǎng)，放電頻率越小（左上區(qū)域）就越適合大容量的電量?jī)?chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能技術(shù)（b）。

根據(jù)這一推測(cè)，成本競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)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(diǎn)放在放電是否超過1小時(shí)，但到了2040年后LIB價(jià)格大幅下降，甚至到放電需要12小時(shí)的一些用途上，LIB都能體現(xiàn)出成本優(yōu)勢(shì)。

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(jì)劃在2020財(cái)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(shí)的LIB電池。在考慮LIB的成本時(shí)，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(shí)。鑒于上述論文，考慮到2015年后LIB的價(jià)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(shí)，則需要5.76GWh（5760MWh）的容量，目前來說是不現(xiàn)實(shí)的。

另一方面，在更長(zhǎng)充放電時(shí)間的使用用途上，F(xiàn)C/氫技術(shù)也逐漸侵蝕當(dāng)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(shí)上，在英國(guó)，氫被用作儲(chǔ)存數(shù)月電力的一種儲(chǔ)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(gè)非常大的儲(chǔ)能系統(tǒng)，使用兩個(gè)水壩，其環(huán)境負(fù)擔(dān)很高，因此未來很難增加建設(shè)。車載應(yīng)用肯定是無法實(shí)現(xiàn)，并且其他可用的場(chǎng)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(xiàng)中去除，則到了2030年能夠留下來的就是LIB和FC/氫，以及風(fēng)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(huì)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(shí)代將至少持續(xù)數(shù)十年。