电网侧储能技术选型：抽蓄VS锂电池VS液流电池

未来几十年，随着电气化和电网脱碳化的推进，电能的存储成为了这场革命的关键。然而，储能并不是这场革命的先决条件，否则，以中国为例，他们就不会发展如此多的风电、光伏和水电。

截至2019年，电网储能容量比大多数人意识到的要多得多，有超过170GW的装机容量，到现在又新增4~5GW。这其中的绝大部分都是抽水蓄能，主要是为了给核电站和燃煤电厂在夜间提供负荷，而正在开发的绝大部分储能也是抽水蓄能。抽蓄建造的历史已经很久远了，第一座抽蓄电站在一个多世纪前就投入使用了。

根据作者过去几年的研究、出版物、工作成果以及与世界各地的专家的交流，作者预计有三种储能技术将成为电网侧储能的主要提供者。作者提供的评估因素有如下几点：

储能时长：该种储能方式能够在没有显著损耗的情况下存储能量多长时间，并且应当保持经济性。

能量与功率灵活性：例如，锂离子电池储能很难将能量和功率解耦、实现能量和功率独立设计。

每MWh成本：在合理假设下，储能解决方案的全生命周期应当至少实现成本回收。

寿命与维护：在正常维护下，该种储能方式能够达到多长的生命周期。

循环次数：在需要大规模改造或更换之前，该种储能方式能够实现多少次充放电循环。

建设周期：该种储能方式的建设时间有多快。

规模兼容性：该种储能方式能否实现大规模（如GW级）或小规模（kW级）建设。

技术成熟度：技术越成熟，该种储能技术部署的可能性就越大。

环境风险：该种储能方式对环境的友好程度。

目前部署情况：该种储能方式目前是否实现了大规模普及和商业化。

抽蓄的优势在于，它的其中一部分可以充当战略性储能，并且水资源很廉价，储能电价低于或接近于电网批发电价，在海拔较高处储存的水蒸发也较慢，保持大量储存的水作为事故备用也是相当容易的。抽水蓄能的生命周期也很长，水坝可以维持超过100年的寿命，水轮机也可以维持几十年的寿命，相关设备的更换也是相当容易的。

锂离子电池的寿命相对有限。虽然电动汽车锂离子电池的循环寿命已经超出了许多人的预期，但在10年左右的时间里，它们仍将出现显著的退化。它们的寿命主要和与充放电循环次数有关，每天的使用意味着，在10年寿命之内，它们可能就需要完全替换。

人们对锂离子电池对环境影响的担忧正在减少，但它们仍然存在。锂电回收是一个正在增长的行业，与大多数电子设备中的微型电池相比，电动汽车和电网规模的锂电回收在经济上是值得的。目前对于锂原材料开采的担忧仍未消除，但这种担忧也在逐渐减少，并可能为油气开采地区和工人提供一个替代行业。

这个方法有很多优点。首先，它将功率和能量分离。把储液罐变大，就会有更多的能量。在液罐之间设置更多的单体电池，就有更大的功率。第二，它几乎和锂离子电池一样容易部署。

声明：本文仅代表作者观点，并不代表支持其描述。本文作者迈克尔•巴纳德是The Future is electric Strategy (TFIE)的首席策略师、Agora Energy Technologies的董事会观察员和策略师，以及distnc Technologies的联合创始人。他提出了未来40-80年的脱碳方案，协助高管、董事会和投资者。