美国能源部发布了一份题为“商业起飞之路：长时储能”的报告，旨在加速下一代长时储能技术的开发及商业化。

报告指出，为了实现净零经济，到2050年，美国电网可能需要225-460 GW的长时储能，其累计投资将高达3300亿美元。虽然投资很大，但与没有此类部署的情况相比，预计每年可节省100亿至200亿美元。

为了实现这一目标，到2030年，美国将需要部署6GW-10GW的长时储能项目，总投资约60亿美元-90亿美元；到2035年，其装机规模达到10GW-15GW。

不同类型的长时储能

该报告探讨了两种类型的长时储能：持续数小时的长时储能（10-36h）和持续数日（36-160h）的长时储能。

持续数小时的长时储能主要以机械储能技术为主，包括压缩空气储能、重力储能、液态空气储能、二氧化碳储能以及抽水蓄能等，技术较为成熟，且对示范项目的规模要求较低，大约在50-100 MW，成本约1亿美元以上；

持续数日的长时储能以电化学储能、热储能技术为主，其中运用于电力系统的热储能技术正处于商业化初期，需要大量的示范项目；电化学技术在很大程度上处于试验阶段（即小于10兆瓦的项目），但电化学储能系统部署较为灵活。

长时储能市场的“腾飞”

要实现长时储能市场的“腾飞”，需要满足三个条件：系统成本的降低和运行参数的显着改善，通过增加补偿或其他方式提升长时储能市场价值，及大规模示范项目的部署。

该报告预计，到2030年，持续数小时的长时储能项目成本必须从每千瓦1100-1400美元减少到每千瓦650美元，并将循环效率从当前的69%提高到75%；持续数日的长时储能项目成本必须从每千瓦1900-2500美元降低到每千瓦1100美元，循环效率从45%提升到55%-60%。

美国能源部称，项目成本的降低以及储能系统循环效率的提升有助于长时储能技术的推广和应用。

此外，各州及地区等需要采取一定的干预措施确保长时储能获得市场化的补偿，比如通过参与动态容量市场等。除了经济补偿外，监管部门还需确立对长时储能的市场需求，比如将4-6小时的稳固容量产品扩展到更长期限，例如12小时和24小时等。

长时储能系统的三大优势

长时储能在美国的能源系统脱碳中发挥着重要作用。

首先，长时储能技术支持和补充可再生能源的扩张，提升电网的可靠性和灵活性。虽然可再生能源是最便宜的发电形式之一，但其间歇性意味着电网需要一个可调度的能源来源，以平衡供应和需求，并满足高峰时段的用电需求。长时储能可保障在极端情况下的电力供应，保障全社会电力系统稳定运行和降低用电成本。

其次，长时储能可以增强电网的弹性，减少对天然气容量的需求。目前，电网的可靠性和弹性服务大多数都是由水力或化石能源提供的。未来，无论是否采用碳捕获存储(CCS)，天然气调峰器都可以继续提供这些服务，但长时储能技术具有更高的利用率和适应性，以适应不断变化的电网需求。

相关企业可以考虑部署长时储能以满足电力峰值负荷，从而取代天然气，避免系统成为搁浅资产的风险。如上图所示，到2050年，持续数日的长时储能技术(即持续时间36-160小时)可能会取代200多吉瓦的天然气(即调峰)容量。

最后，长时储能可以让储能供应链多样化。多样化的存储技术为实现净零目标提供了更多选择，不再过度依赖锂电池；开发一系列的长时储能技术可能需要各种新的供应链要素；此外，为电网开发可行的存储技术可以增加电动汽车锂离子电池的潜在可用性。

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