电池储能和微电网在未来将如何发展

为了大幅减少碳排放，电网运营商已经开始对电网进行现代化改造，而微电网则是电网现代化改造的关键一环。

微电网可独立于主网运行，在主网出现大规模停电时可发挥重要作用。同时，微电网可采用储能很好地利用可再生能源。过去，微电网项目承包商多采用光伏，但在未来几十年中，微电网的开发模式可能会有所改变。

杜克能源公司负责储能、微电网和热电联产开发业务的总经理Zachary Kuznar博士说：“在未来几年中，公用事业公司应该部署更多电池储能系统。公用事业公司还应该了解如何在没有柴油发电机组作为备份电源的情况下，使用基于逆变器的微电网。这些微电网仅限于采用光伏和电池储能系统。”

降低碳排放引起人们对微电网的兴趣

杜克能源公司的目标是到2030年将二氧化碳排放量减少50%，以及到2050年实现净零排放。

Kuznar指出：“我们公司拥有和运营多样性的能源资产，生产的电力来自37%的天然气、21%的煤炭、35%的核能以及包括风能、光伏、水电和储能系统等7%的其他能源。要达到2030年的目标，我们需将煤电减少到9%左右，天然气发电增加到38%左右。而核电设施仍将继续运行，将占30%左右。未来将会看到风能、光伏、水电和储能系统装机量将显著增加，这些将占23%左右。”

而推动对可再生能源投资激增的另一个因素是成本。

专注开发锂提取、分离、回收和精炼技术以及固态电池电池储能的可持续能源开发商EnergyX公司创始人兼首席执行官Teague Egan说：“整体上看，可再生能源正变得更具有成本效益。”

他还表示，为了大规模部署储能系统，必须降低储能的度电成本。而降低电池材料锂的成本是降低储能系统成本的重要一环。

美国如何获得锂资源?

电动汽车(EV)和机械设备需求的日益增长，使对锂的需求到了前所未有的高度。

Teague Egan说：“南美地区拥有储量丰富的锂矿。在南美安第斯山脉有一个被称为“锂三角”的地方，其分布范围从智利北部到阿根廷北部和玻利维亚南部。”

他指出，美国也有大量的锂资源。尽管美国拥有全球约17%的锂资源，但供应量只有全球的约2%。无论这些锂资源位于何处，关键是开发新的提取技术，使锂的开采更加经济。

降低锂电池的成本

很多人希望了解锂离子电池价格随着锂需求的飙升会发生什么变化。Egan表示，锂矿的开发不足一直是一个问题。另一个障碍是效率低下的生产方法，这也推高了锂的价格。

Egan解释说，“历史上有两种锂生产方法。一种是传统的硬岩开采。第二种是从盐水中提取。锂盐生产通过自然蒸发方法提取，但这种方法只能提取约30%的锂。”

更好的锂生产方法将带来更多的规模效益和成本效益。而随着更多的研发资金和资源投入到锂生产中，成本也将降低。

Egan说：“通过EnergyX公司采用独特的提取工艺，我们能够在很短的时间内提取90%的锂。我们需要采用先进的提取技术大规模生产来降低成本，并且不会对环境造成影响。”

其他技术

尽管到2030年的发展前景非常清晰，但杜克能源公司的Kuznar表示，2050年的情况将会完全不同。他说，“从2030年到2050年是我们真正寻找新兴技术开发的时期。这些技术可能是氢能设施和长时储能系统。而目前这些替代技术还达不到锂电池的规模。”

尽管如此，在未来30年仍有机会进一步开发这些替代技术。例如，杜克能源公司正在测试Eos Energy Enterprises公司开发的锌基电池系统。

另一项引起杜克能源公司关注的新兴技术是液流电池。Kuznar表示已经有一些大型知名公司已经涉足这个领域，如霍尼韦尔。Kuznar说，“这项技术将有助于解决电池的长时储能问题，因此我们开始试点采用液流电池。”

能源转型

现在仍处于可再生能源转型的早期阶段。Egan相信电池储能技术将会继续改进。随着储能技术获得更多投资，电池的体积会越来越小，持续时间会越来越长。Egan推测说，“未来，电池储能系统可能将为家庭、甚至整个社区提供长达数周甚至数月的电力。”

文章作者：编译：新睿 审订：Vera