當?shù)貢r間6月1日,美國加利福尼亞州克恩縣(KernCounty)的沙漠地帶,Tumbleweed(風滾草)電池儲能項目正式投入商業(yè)運行。這座裝機容量125兆瓦、連續(xù)放電時長達到8小時的儲能電站,成為美國首個具備8小時放電能力的大型電網(wǎng)級電池設施。相比當前主流4小時時長的儲能項目,其儲能能力翻倍。
在加州向2045年100%零碳電力目標沖刺的節(jié)點上,Tumbleweed的并網(wǎng)不僅將“24小時清潔能源供電””的愿景拉近了一步,更在長時儲能(Long-DurationEnergyStorage,LDES)的技術路線之爭中,為鋰離子電池寫下了極具分量的注腳。
01
擴建邏輯比想象中簡單
Tumbleweed項目由可再生能源開發(fā)商RevRenewables建設運營,采用中國比亞迪生產的磷酸鐵鋰電池。項目選址于克恩縣一片平坦、灌木叢生的荒漠地帶,這里毗鄰大型太陽能電站,是加州近年來光伏與儲能開發(fā)的熱點區(qū)域。
RevRenewables儲能開發(fā)負責人科迪·希爾(Cody Hill)介紹,項目分兩期按順序建設:2024年夏季,一期125兆瓦/4小時系統(tǒng)先行并網(wǎng);隨后,施工團隊通過“將現(xiàn)場電池艙數(shù)量翻倍”的方式,將系統(tǒng)擴容至8小時時長。由于兩期工程由同一建筑商(Mortenson)承接,一期積累的經驗確保了擴建“過程非常順利”。
“從技術角度看,差別其實很小,”希爾表示。最終,非營利電力供應商AvaCommunityEnergy認購其中50兆瓦/8小時容量,用于履行其電網(wǎng)容量義務;加州社區(qū)電力聯(lián)盟(CaliforniaCommunityPower)則獲得剩余75兆瓦/8小時容量的調度權。
02
填補太陽能缺口
任何電網(wǎng)都需要全天候24小時供電。當前,加州在上午8點至下午6點間擁有充裕的太陽能發(fā)電,但日落后電力供應迅速轉由風電、核電、地熱、水電及天然氣機組混合支撐。
Tumbleweed的地理位置靠近大型光伏電站,可在午間太陽能富余、電價低廉的時段充電,隨后在傍晚6點至凌晨2點持續(xù)放電8小時。這恰好覆蓋了太陽能退場后、居民與企業(yè)用電需求較高的晚間核心時段。
加州公共事業(yè)委員會(CPUC)的監(jiān)管邏輯正在于此:盡可能擴大太陽能裝機,并配套足夠的儲能設施以平抑發(fā)電曲線,最終實現(xiàn)24小時清潔電力覆蓋。如果8小時電池模式得以推廣,加州將有望覆蓋典型日周期中的絕大部分時段,僅在凌晨2點至8點的低負荷時段依賴其他零碳或化石能源電源。
03
政策錨定
盡管技術路徑清晰,但長時儲能的商業(yè)化仍離不開政策托底。
CPUC曾在2021年要求州內公用事業(yè)公司采購長時儲能,最初設定的啟動期限為2026年,但隨后被推遲至2031年。投資者擁有的傳統(tǒng)大型公用事業(yè)公司(IOUs)擁有龐大的資本預算和內部專家團隊,卻未能按期推進。相比之下,加州社區(qū)電力聯(lián)盟和AvaCommunityEnergy等地方非營利電力供應商,反而在州政府放寬時限的情況下提前完成了項目落地。
“這是我們在美國獲得的最早一批八小時電池合同之一。””加州社區(qū)電力聯(lián)盟總經理亞歷克斯·莫里斯(Alex Morris)表示,“項目被設計成清潔能源組合的一部分,幫助捕捉太陽能,并在需要時釋放。”
希爾坦言,如果沒有加州長時儲能采購政策提供的“錨定合同”,單純依靠電力批發(fā)市場(merchantmarket)收入,將電池容量翻倍“在財務上毫無意義”。電池的運行成本極為低廉——“燃料”是低價的午間太陽能,且機械操作部件極少——但在當前市場機制下,其收益仍不足以獨立支撐額外投入。
04
產業(yè)沖擊
Tumbleweed的投運,正在攪動美國長時儲能行業(yè)的技術路線之爭。
過去數(shù)年,數(shù)十家儲能初創(chuàng)公司從風險投資機構籌集數(shù)十億美元,核心論點在于:鋰離子電池無法滿足可再生能源向“全天候能源”轉型的需求。這些企業(yè)致力于開發(fā)鐵空氣電池(如FormEnergy)、碳基系統(tǒng)(如NoonEnergy)等新型技術,目標實現(xiàn)數(shù)十小時甚至上百小時的儲能時長。然而,該領域在過去十到二十年間經歷了大量破產,真正落地的公用事業(yè)級項目寥寥無幾。
Tumbleweed的存在表明,對于8小時這一關鍵時長節(jié)點,鋰離子電池不僅可行,而且已經具備大規(guī)模商業(yè)化條件。希爾透露,盡管他頻繁接到初創(chuàng)公司的技術推銷電話,但最終選擇了比亞迪的磷酸鐵鋰電池,理由是這是一項“已進入大規(guī)模生產、具備銀行可融資性的成熟技術”。
“鋰離子電池在各項指標上都在提升,成本也在下降,”希爾表示,“它完全準備好今天就在基礎設施規(guī)模上部署。”
這并不意味著新型儲能技術沒有未來。在100小時級別的超長時間儲能場景中,鋰離子電池的原材料成本確實可能高得令人望而卻步,新型化學體系仍有機會。但問題在于,許多初創(chuàng)公司是為了打破“鋰電只能做4小時”的預期而成立,而當鋰電在實現(xiàn)規(guī)模化之前就已經跨越了8小時門檻,這些公司的商業(yè)窗口是否已被壓縮?
如果Tumbleweed今天能以鋰離子技術實現(xiàn)8小時電網(wǎng)儲能,那么隨著成本持續(xù)下降和技術迭代,這一邊界還能推多遠?這正是風險資本與電網(wǎng)規(guī)劃者都需要重新評估的問題。
Tumbleweed的8小時電池已經并網(wǎng)。接下來,加州社區(qū)電力聯(lián)盟和AvaCommunityEnergy需要決定如何在加州獨立系統(tǒng)運營商(CAISO)運營的批發(fā)市場中調度這些容量,以履行容量義務并為客戶爭取成本節(jié)約。真實的運行數(shù)據(jù)將最終驗證這一模式的經濟性與可靠性。
但至少有一點已經清晰:鋰離子電池在長時儲能領域的邊界,正在比許多人預期的更快向外推移。對于那些手握巨額融資、承諾顛覆現(xiàn)有技術路線的儲能初創(chuàng)公司而言,Tumbleweed可能是一個需要認真對待的警示信號。
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