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储能会辜负炒作吗?

在过去的几个月里,由于持续的能源危机,我们看到了在寻找可再生能源替代品方面发生了根本性的转变。随着我们寻求建立能源弹性并摆脱对化石燃料的依赖,过去只是对未来的愿景或“我们最终将过渡到的东西”已迅速被推到现实的最前沿。

尽管出现了许多可再生能源选择,例如太阳能、风能甚至氢能,但有一个共同的主题:我们需要创新的储能解决方案。储能行业虽然处于起步阶段,但随着创新技术不断发展。例如,关键因素推动了储能领域的增长,并在未来几年内加速开发和部署。

本文探讨了储能的主要增长因素,它们如何塑造可再生能源行业?

1、电力短缺和停电

在过去的几年里,从野火到冬季风暴的自然灾害破坏了我们现有的电网并扰乱了能源流动。去年冬天,由三场冬季风暴造成的德克萨斯州停电,导致数百万家庭和企业连续数日停电。随着国家领导人继续敦促当地社区为可能的电力短缺做好准备,历史很容易重演。

加州在自然灾害谱系的另一边也面临着类似的挑战。由于野火导致计划内和计划外停电,加州居民看到电力线着火的风险增加,造成巨大损失。尽管加州多年来一直面临这些问题,但该州尚未制定解决方案来解决这些问题。

飓风艾达还使从路易斯安那州到马萨诸塞州的数十万家企业和家庭遭受严重洪水,一周多没有电力供应,这限制了恢复工作并导致许多人死亡。我们了解到,该国没有哪个地区可以免受自然灾害造成的停电影响。

随着自然灾害变得更加频繁和激烈,我们需要开发和实施加强现有电网的方法。在我们的社区部署更多的可再生能源和储能是我们提高电网抗脆弱性的两种方式。

2、新政府加大政策力度

在担任总统的头两年,乔·拜登通过计划和已经通过的立法明确表示,他正在根据联邦政策推动可再生能源和储能技术的创新开发和部署。

据报道,基础设施法案是一个良好的开端,其中包括 140 亿美元用于弹性项目 – 其中储能是一项可能的投资 – 以及 110 亿美元的赠款资金,用于资助州、公用事业和其他希望在弹性方面进行投资的储能运营商。到储能新闻。

此外,乔·拜登最近援引了《国防生产法》,该法案将允许美国获得锂、镍、钴、石墨和锰等用于制造电动汽车和储能电池的关键材料的来源。这是因为自去年以来天然气价格大幅上涨。

我们仍然需要更多的联邦立法来支持对技术创新的研究以及可再生能源和存储计划的部署。我们还需要地方和州政府通过政策,部署更多可再生能源,实现碳减排目标。一些州已经开始这样做了,比如加利福尼亚。引入更多的联邦和州政策将成为增加可再生能源和存储部署的巨大驱动力和必要性。

3、供应链短缺

由于 COVID-19 仍在对包括外国冲突在内的全球经济和社会造成损失,全球供应链短缺几乎遍及每个行业。持续的供应链中断将是能源转型的一个重要因素。我们已经开始看到一些将制造业带回美国的新举措。例如,今年早些时候,Tritium 宣布了其在田纳西州为电动汽车制造充电器的新制造工厂,而英特尔已发布了在中西部建立新半导体工厂的计划。

对来自柬埔寨、马来西亚、泰国和越南的太阳能产品征收规避关税的新调查增加了供应链的困境。这个问题已引起太阳能和储能行业询问增加美国本土制造业。由于这四个国家提供了 84% 的美国进口商品,并且由于调查而取消了许多交付,因此必须填补市场上的严重缺口,以推动太阳能和储能的采用。很难预测这项调查是否会增加国内太阳能组件的制造。随着公司寻求采用和安装目前市场上可用的技术,新的太阳能模块技术现在可能具有优势。

4、对气候技术的更多投资

去年,气候科技获得了 370 亿美元的全球风险投资,是大流行前投资水平的 2.5 倍。

当美国在去年秋天重新加入《巴黎协定》并参加 COP26 时,这表明可再生能源倡议再次成为美国政府的首要任务。同样,风投也纷纷效仿,增加了对可再生能源公司和清洁技术初创公司的资本投资。资本的涌入将推动创新企业进一步研究、开发和扩展其技术,从而使该行业蓬勃发展并以更快的速度增长。

5、电动汽车的增长

电动汽车的日益普及也是推动储能向前发展的一个重要因素。电动汽车销量的飙升主要是由于可供购买的新电动汽车类型的涌入和汽油价格的飙升。随着电动汽车销量的飙升,越来越多地采用现场储能和太阳能解决方案自然将成为能源转型的下一个进展。人们将寻找通过添加现场 EV 充电器来降低电力成本的解决方案。

6、全球冲突

由于国际不稳定,特别是在乌克兰,世界各国强烈推动减少对化石燃料的依赖。由于对俄罗斯的制裁,天然气现在已达到历史最高价格。这种价格上涨将是推动储能投资增长的另一个因素,尤其是在美国。

此外,钴和其他稀有金属来自内乱不断加剧的不稳定国家。乌克兰和俄罗斯也是锂和镍的供应商,用于生产电动汽车电池。这些全球性冲突可能会影响我们如何采购制造储能系统电池所需的材料。根据结果,该行业可能需要将目光投向其他地方或其他化学物质,以支持储能技术的扩展和增长。

世界在不断变化和发展,随之而来的是所有行业(包括能源)面临的独特挑战。尽管世界各地掀起一波又一波的动荡和冲突,但仍有一线希望 – 所有事情都表明我们需要开始对生产、储存和使用能源的方式进行重大转变。

可再生资源和储能已成为最实用和经济可行的解决方案。上述因素将继续推动可再生能源行业向前发展,并带来许多我们在储能部署和技术创新方面尚未看到的新趋势。我们不知道储能的未来会是什么样子。然而,我们可以收集到,随着我们充分利用我们生产的清洁能源,它将增加现有的电网。

7、Web 3.0 和融合技术

成功的可再生能源技术蓬勃发展的首要主题将是它们与被称为 Web 3.0 或空间网络的其他新兴技术无缝集成或融合的能力。

在《The Spatial Web》一书中, Gabriel René 和 Dan Mapes 认为,Web 3.0 时代将被定义为“由经典计算机科学中称为三层架构的计算技术的集成‘堆栈’定义,包括接口、逻辑和数据层。” René 和 Mapes 进一步指出,“Web 3.0 将同时利用空间(AR、VR、MR)、物理(IoT、可穿戴设备、机器人)、认知(ML、AI)和分布式(区块链、边缘)计算技术,作为集成堆栈。”

    

如图所示,René 和 Mapes 概述了Web 3.0 的框架,并指出了与通常称为 Web 3 的主要区别。例如,一个人将能够连接能源物联网设备(例如,智能储能) ,使用 AR 眼镜查看其使用说明书,通过人工智能与其通信并分析其数据,并将安全信息(即使用模式)存储在区块链上。

数字世界和物理世界的这种融合将创造下一代电网。这种融合将进一步提高可靠性,因为我们将能够更好地分析、预测和理解从需求方的使用模式到供应方的拥塞点的一切。例如,当电网成为 Web 3.0 的一部分时,它将能够无缝和半自主地优化储能系统的性能。因此,储能和可再生能源技术将成为电网的必要组成部分,而不仅仅是拥有的技术,尤其是当我们继续生活在影响我们电力供应的严重自然灾害中时。

8、数字孪生

数字双胞胎或物理产品的虚拟复制品已经引起了企业和政府的关注。例如,储能设备可以拥有自身的数字复制品,包括其所有属性,可以在 2D 屏幕上或佩戴增强现实眼镜时查看。然后,一个人可以远程提供有关修复部分能量存储设备的说明,或通过操纵数字孪生来执行日常维护。数字双胞胎还可以提供有关储能系统在现实世界中的表现的实时数据和分析。如果电网在高峰使用期间需要额外的能源资源,一个人或算法可以启动一个序列来部署储能。

数字孪生技术正在迅速集成到工业和复杂工程应用中,包括储能、风力涡轮机和太阳能等技术。因此,我们可以期待在未来五年内,能源行业中数字双胞胎的存在会急剧增加。

9、智能城市、智能企业、智能家居

随着储能与其他新兴技术的融合,我们将看到智慧城市、企业和家庭的增加。“智能”意味着拥有实时评估和理解数据的计算能力,因此人们(或人工智能)可以优化资产部署以节省资金、电力和其他资源。这不仅仅意味着智能恒温器可以在夏季电网负载过高时关闭空调。这也意味着应用程序可以为消费者和企业带来直接和实质性的好处,例如预测何时部署储能,这样您就可以保持舒适,同时还能节省电费。

我们已经开始看到许多优化建筑效率的技术进入市场。新兴技术公司部署人工智能、物联网传感器和机器学习来改善空气质量、暖通空调效率、温度、照明和整体乘员舒适度。储能是补充提高建筑性能和减少碳排放这一使命的自然进步。

此外,最近要求可持续技术的建筑规范有所增加。例如,加利福尼亚将要求从 2023 年开始,所有新的商业和多户住宅建筑的太阳能 + 存储系统。由于这些新技术和国家授权,我们可以预期太阳能 + 存储系统和部署它们所需的智能建筑管理系统将急剧增加随着我们继续推进可持续发展。

10、分布式储能

分布式能源(DER),例如分布式能源存储,可以降低电网的脆弱性,因为它可以在无需昂贵的基础设施升级的情况下将能源供应到需要的地方。大卫罗伯茨在Canary Media 的一篇文章中报道说:“你部署的分布式能源越多,你可以在系统上投放的集中式可再生能源就越多。

DER 是一种公用事业规模的可再生能源促进剂。” 此外,罗伯茨引用了一个清洁能源驱动的 DER 情景,该情景比现状“便宜 880 亿美元”。随着越来越多的分布式能源并网,对电网的需求开始趋于平稳,这意味着大需求峰值的减少以及维持电网运行所需的峰值电站数量的减少。

在最近的 Canary Media 文章中,Jeff St. John指出“屋顶太阳能、电池、电动汽车充电器、备用发电机和灵活负载 [预计] 到 2025 年将达到 400 吉瓦。” 连接的 DER 将使社区能够更好地预测和了解电网上存储的能源的可用位置以及如何将其部署到可能需要它的区域。

11、从摇篮到摇篮的储能解决方案

随着我们寻找在其生命周期的所有阶段充分利用储能解决方案的方法,从摇篮到摇篮的储能技术也将变得更加普遍。

从摇篮到摇篮的趋势提出了重要问题,即需要检查从设计到生产到物流再到报废的整个储能供应链。这凸显了缺乏对电池制造和回收的监管。虽然一些公司正在研究我们如何丢弃、回收和再利用储能组件,但仍需要更多创新。

12、新型储能技术

储能将需要超越电池和锂离子化学,以满足所需的持续时间(即几天、几周、几个月)和积极的碳减排目标。动能存储技术已经开始进入市场。其他解决方案,例如地热储能,也开始在市场上获得关注,例如Fervo 和谷歌最近宣布的合作伙伴关系。

那么,储能会辜负炒作吗?

我们还有工作要做。我们必须大力投资于能源存储与各种新兴和融合技术的交叉领域,包括 Web 3.0 技术、智慧城市和建筑技术、数字孪生、分布式能源、从摇篮到摇篮的解决方案和新型存储技术。

如果我们在这些关键领域进行投资、研究和开发,那么储能可以远远超过炒作。

 

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