能源儲存新前沿

儲能是能源系統正常運行的關鍵要素，主要有三大功能：第一，解決能源供需之間的不匹配問題；第二，作為應對能源供應中斷的緩沖機制，從而提升能源安全；第三，出于商業考量——由于能源價格存在波動，交易商和運營商往往在價格較低時購入化石燃料并加以儲存，以期從價格波動中獲利。

大部分能源以分子形式儲存和運輸，占全球年度分子能源需求總量的20.8%。石油、煤炭和天然氣的年度需求中，分別有26.8%、20.6%和13%處于儲存狀態，總儲存量達28,541太瓦時（TWh）。電化學電池和抽水蓄能的總儲存量為9.5太瓦時，僅占全球能源儲存總量的0.03%。

我們分析了若干種能源模型，這些模型對未來清潔電力系統的構成進行了預測，結果發現：其中大多數（甚至全部）模型都低估了構建一個功能完備的能源系統所需的儲能容量。未來電力系統將覆蓋未來全部能源消費量的一半，但這些模型所提供的數據無法支撐該電力系統的正常運行，原因在于它們對系統中儲能所提供的靈活性以及分子能源在系統內的輸送能力均缺乏充分考量。編譯 陳講運

我們采用了國際可再生能源署（IRENA）《2023年世界能源轉型展望》中提出的“凈零排放1.5°C路徑”，但額外增加了氫儲能，以構建一個可正常運行的電力系統。

我們預計，未來所有清潔電力中將有50%來自氫氣及其衍生物，低于目前電力系統中所用分子能源的60%。

需要開展更定量的分析，但氫的作用遠比大多數模型所預測的重要得多。

我們分析的結果表明，總體儲能容量將從目前的28,551太瓦時下降至2050年的25,070太瓦時，降幅為14%。盡管在未來的能源系統中，儲能容量占年電力需求的比例幾乎保持不變，但其資本支出（CAPEX）成本將從目前的3萬億美元增至2050年的18萬億美元，增長6倍。

到2050年，電池儲能和抽水蓄能僅占全部儲存能源的0.05%，但其相關資本支出達2.4萬億美元，占全部儲能資本支出的13%。這清楚地表明，以分子形式儲存能源比以電能形式儲存要便宜得多。

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