Grid-Scale Battery Storage

誰在悄悄顛覆未來能源？電網級電池儲能正在改變能源游戲規則

【 連線雜志 4月26日報道】

這種儲能技術正在激發太陽能與風能的巨大潛能，且其部署正以指數級加速擴展。

發電這件事的棘手之處在于，大多數情況下，電非用即棄。

這一根本事實始終支配并制約著世界上最龐大“機器”的發展——價值2萬億美元的美國電網。巨型發電機組所產電能，通過橫跨北美大陸的輸配電網（包括導線、變壓器及電纜等基礎設施），輸送到數以百萬計的家庭和企業，精密調控供需平衡，以確保每一個電燈開關、電腦、電視、爐灶和充電線在99.95%的時間都能正常運作。

為確保全國每個電源插座時刻通電，就必須精密協調發電機組并網運行。雖然實際用電量在一天之中、甚至一年之間可能大幅波動，但電網的建設旨在滿足瞬時峰值需求，比如炎熱夏日里空調使用量飆升，使電力消耗翻倍。想象一下，為了讓所有司機都不必踩剎車而修建一條有30條車道的高速公路——電網的設計和運營人員實際上就是在做類似的事。

但如果我們能把電“暫存”起來，留著以后再用呢？那就無需過度建設電網，也不用耗費如此多的精力去維持發電與用電的實時平衡。這樣不僅可以彌補風能和太陽能這類間歇性，零碳排放能源的不足，還能在輸電線路受損的緊急情況下輕松實現本地備用供電。甚至，或許我們根本不再需要一個龐大而集中的電力系統。

這正是電網級能源儲能所承諾帶來的變革。

盡管美國早在數十年前就開始使用一種較為原始的儲能方式——抽水蓄能，但如今，能源儲能能力正以前所未有的速度激增。而這一次，驅動變革的是一種我們大多數人每天都隨身攜帶的技術：鋰離子電池。

從2021年到2024年，美國的電網電池儲能容量增長了五倍。僅在2024年，美國就新增了12.3吉瓦的儲能裝機容量。今年，新增的電網電池裝機量有望在去年基礎上幾乎翻一番。如今，電池儲能的總容量已超過抽水蓄能，總量突破了26吉瓦。

儲能的發展空間仍然巨大——而推動其擴展也迫在眉睫。

電力行業仍是美國溫室氣體排放的第二大來源，如果沒有廉價且充足的儲能系統，清潔能源這種間歇性電力將難以大規模接入電網，電力系統也就無法實現深度去碳化。

美國電網老化，亟需升級改造，而電池儲能可以在大規模接入風能和太陽能的過程中起到緩沖作用，同時為覆蓋面更廣的電網翻新爭取時間。

一些電力市場如今終于開始認識到電池可以提供的多種服務——如頻率調節、削峰填谷、需求響應——從而催生出新的商業模式。

此外，電池還是構建小型、本地化電網（即“微電網”）的關鍵工具。這些微電網能夠為偏遠社區提供穩定電力，并有望在未來推動整個電力系統向更分布式的架構轉型，從而增強其應對極端天氣等突發事件的能力。

如果我們能夠做到這一點，真正的電網級電池儲能將不僅僅是清潔能源的推動者，更是為新時代升級電力系統的一種方式。

能源儲能能為你的生活帶來哪些改變？

能源儲能就像是可再生能源的錦上添花之物，提升了清潔能源的所有優點，并平衡了一些其不足之處。它也同樣是增強電網穩定性、可靠性和韌性的關鍵組成部分，幫助確保在停電和極端天氣期間仍能穩定地輸送兆瓦級電力。

最常見的應用是頻率響應。美國電力線路中的交流電頻率為60赫茲。如果在一個大功率用戶開啟設備時電網頻率低于這個值，就可能觸發斷路器，導致電力不穩定。由于電池幾乎沒有啟動時間，與熱能發電機不同，它們可以迅速根據需要吸收或傳輸電力，從而保持電網的頻率穩定，確保電網運行如常。

電網電池還可以在發電機停運或大功率用戶突然開啟時充當備用電源。它們能夠平滑一天中的電力負荷波動。同時，電池儲能讓電力供應商在電力生產成本較低時儲存電力，并在需求高峰時或電價昂貴時將電力賣回電網。與同等規模的電廠相比，電池儲能設施的建設通常更為迅速，加之沒有煙囪，獲得許可證和審批的難度也較低。

電網電池對其他發電機組也有正向效應。大多數熱能發電廠——如煤電、天然氣和核電——都更傾向于以穩定的速度運行。為了響應用戶不同需求，調節輸出需要更多時間且增加成本，但如果通過電池吸收部分波動，熱能發電廠可以保持更接近其最高運行速度，從而減少溫室氣體排放，并有效控制成本。

Eolian公司首席運營官斯蒂芬妮·史密斯（Stephanie Smith）表示，電網電池的另一個特點是，它們可以減少對昂貴電網升級的需求，Eolian公司首席運營官斯蒂芬妮·史密斯（Stephanie Smith）表示。她所在的公司資助并開發電網能源儲存系統。通過使用電池——無論是在發電端還是用電端——在需要時提供更多電力，就無需為滿足電網的最大電力需求而建設新的電力線路。

總的來說，這將帶來一個更加穩定、高效、經濟和清潔的電力系統。

編譯：崔 穎（新能源部）

審校：謝榕蓉（新能源部）

編輯：崔 穎（新能源部）

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