2020年特斯拉电池日:可负担的电池如何有利于可再生能源

迈克尔·托拜厄斯
作者:迈克尔·托拜厄斯
2021年6月14日
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博客家
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    从公用事业的规模来看,太阳能发电厂和风力涡轮机现在可以以比煤炭更低的成本发电,而煤炭是几十年来发电成本最低的。然而,煤炭和其他化石燃料可以发电根据需要,而阳光和风变量的资源。这就是为什么即使每千瓦时的成本降低了,单靠可再生能源也无法取代化石燃料的主要原因。

    能量储存技术可以与太阳能电池板和风力涡轮机相结合,以补偿它们的可变输出。锂电池的前景尤其明显,因为它的模块化设计可以适应任何项目规模(比如太阳能电池板)。目前,锂电池的主要限制是其高昂的前期成本:大多数系统的成本超过500美元/千瓦时,小型安装的成本可能超过1000美元/千瓦时。

    • 例如,一个家庭6千瓦的太阳能发电系统的成本约为1.8万美元,这还不包括任何税收抵免和激励措施。
    • 然而,如果你想增加10千瓦时的电池容量,你可能需要额外支付8000到10000美元。

    国际可再生能源机构IRENA曾预测,到2030年,电池的价格将会下降66%。然而,在2020年特斯拉电池日(Tesla Battery Day 2020)上,埃隆·马斯克(Elon Musk)宣布,三年内电池组的成本将降低56%。此外,生产能力所需的投资将减少69%。


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    电动汽车将受益匪浅:特斯拉宣布,售价2.5万美元的电动汽车将有可能实现电池成本更低,续航里程将增加54%。相比之下,目前最便宜的特斯拉汽车是Model 3,起价39,990美元。

    可再生能源和廉价电池如何协同工作?

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    如果降低成本,电池项目的数量就会增加。成本降低了56%,投资回收期减少了一半左右,投资回报翻了一番。电池使用的增加也增加了对太阳能电池板和风力涡轮机的需求,因为它们产生的低成本电力和最低的碳足迹。

    太阳能电池板和风力涡轮机在运行时不产生任何排放。然而,即使受到采矿、制造业、航运和建筑业的影响,它们的碳足迹也很低。《自然能源》的一项研究估计风能的全生命周期排放为4g CO2当量/ kWh,太阳能为6g CO2当量/ kWh。相比之下,煤炭发电每千瓦时的排放量通常超过1000克,而天然气发电每千瓦时的排放量超过400克。

    当与可再生发电相结合时,价格合理的电池可以为家庭和企业带来一些好处:

    • 通过减少对当地电网的依赖来恢复。
    • 节省电费和潜在的燃气费用,因为最有效的热泵可以与燃气加热器的成本相匹配。
    • 减少对环境的影响,改善企业形象。

    电池的潜在价值已经在南澳大利亚得到验证,自2017年12月以来,南澳大利亚州已经使用了100兆瓦和12.9千瓦时的电池来稳定电网。该系统耗资9000万澳元(6350万美元),但在第一年运营后实现了2400万澳元(1690万美元)的利润。这导致简单的回收期低于4年,投资回报率超过26%。

    在虚拟电厂和微电网中使用电池系统

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    虚拟发电厂(VPP)也将在低成本电池中变得更加普遍。VPP使用智能控制系统连接家庭和企业的分布式能源,聚合它们的总容量,模拟一个集中式发电厂。

    • 例如,一个VPP可以聚合20,000个太阳能发电系统配备电池,每个电池的额定功率为10千瓦,额定存储量为15千瓦时。
    • 这将导致总容量200mw和30000kwh。

    电动汽车还具有作为分布式能源使用的潜力。每辆电动汽车都配备了高性能电池,当车辆停车并插电时,电池可以连接到VPP上。这仍然是一个实验性的概念,但它可以扩大与住宅、商业和工业建筑的电网连接的总存储容量。

    可再生能源和电池也可以在几座建筑的大型设施中组合成微电网。微电网使用发电和存储资源,由同一设施拥有的小规模电网连接。这个微电网可以连接到当地电力公司购买电力,但它也可以自己运行。

    结论

    低成本电池可以降低建筑物对电网的依赖,同时降低能源成本和碳排放。它们还可以用于微电网和虚拟电厂项目,作为可再生能源发电的补充。电池系统也可以帮助大厦业主谁是受减排目标比如纽约的绿色新政,该协议规定从2024年开始减排。

    标签电池|电动汽车|能量储存|锂电池|特斯拉电池一天

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