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麻省理工學院能源倡議(MITEI)研究團隊最近發(fā)布了一份研究報告，分析了儲能技術與可再生能源在2050年之前有效地建立深度脫碳的電力系統發(fā)揮重要作用。

這份題為“儲能的未來”的報告，建議將各國政府對分析工具的投資轉移到規(guī)劃、運營和監(jiān)管電力系統上。它專注于電力需求快速增長的新興市場和發(fā)展中經濟體(EMDE)，例如印度。該報告指出，新興市場和發(fā)展中經濟體(EMDE)必須確定儲能系統的用處以補充電力系統，其中包括發(fā)電、輸電和需求響應。

該報告指出，美國許多已經關閉的發(fā)電廠可以通過用儲熱器和新型蒸汽發(fā)生器取代化石燃料發(fā)電廠，將其轉變?yōu)橹匾膬δ茉O施。

儲能系統•儲能市場與政策

根據調查，儲能系統可以使電力系統的深度脫碳降低成本。電池儲能系統也將有助于印度和其他依賴煤炭發(fā)電、缺乏低成本天然氣來脫碳電網的新興市場和發(fā)展中經濟體(EMDE)。

該研究的重點集中在四種重要的儲能技術——電化學、熱儲能、化學能和機械能。研究發(fā)現，電化學儲能系統（包括各種不同的電池），比機械能和熱儲能系統具有更高的能量密度，但功率密度比化學能儲能系統低。

例如，鋰離子電池具有較高的能量和功率密度，以及較高的充放電效率。鋰離子電池的這種能源友好特性使其成為電動汽車的最佳解決方案，并且主要用于短時儲能（4小時）。

該研究建議在現有發(fā)電廠充分利用蒸汽輪機，并增加蓄熱設備和新的蒸汽發(fā)生器，以替代使用化石燃料發(fā)電。重點是建立短期熱儲能機制，以降低將熱能轉換為電能的成本。


目前，許多發(fā)展中經濟體生產、運輸和交易氫氣作為工業(yè)過程的原料。水電解制氫可以支持電力部門的脫碳。該研究將氫氣列為主要的化學儲能。

印度空調和電動汽車的電力消耗

該研究側重于印度某些地區(qū)普遍存在的供電受限條件，其中離網電氣化系統已引起私人開發(fā)商和世界銀行等投融資機構的興趣。

根據國際能源署(IEA)的數據，由于采用空調等能源密集型設備以及運輸服務電氣化，電力負荷的增長速度很可能超過印度的總能源需求。國際能源署(IEA)預測，增長驅動的能源消耗可能導致2040年印度的最終能源使用量與2019年相比增加81%。


該研究將印度歸類為需求驅動型國家，了解需求增長和未來電力使用模式對儲能用例至關重要。例如由于許多因素（包括廉價勞動力），印度的可再能源投資成本比美國低50%～70%。

該研究使用需求側建模分析了印度的儲能用例。該分析區(qū)分了印度已建立的電力終端用途和新興終端用途，如空調和電動汽車(EV)。

該研究考慮了基于當前可用空調的電力銷售預測的基準情景和假設優(yōu)先采用高效空調單元的高效情景。根據國際能源署(IEA)的調查，印度空調的銷售加權平均值為3，而全球平均值為4。

雖然使用可變制冷等效率措施的中央空調系統在美國很常見，但印度市場主要是價格更低但效率也較低的分體式空調機組。該模型使用了NITI Aayog從2018年開始對未來電動汽車銷售的估計以及印度政府為滿足電動汽車充電需求而制定的目標。

該研究預測，與空調的電力需求相比，印度電動汽車充電的電力需求相對適中，無論是在年度能耗還是峰值能耗方面。這一發(fā)現與美國和歐洲等發(fā)達經濟體的預測形成鮮明對比，在這些國家，電力需求的增長主要來自電動汽車充電，這將對電網的長期發(fā)展產生影響。

儲能系統與可變可再生能源相結合是印度電力行業(yè)最具前途的解決方案之一。而根據世界銀行在2018年發(fā)布的另一份報告，印度各種能源總裝機容量已經從2007年的154.7GW增加到2018年的345.5GW，并成為全球第三大電力生產國。 

原標題：研究表明印度等新興經濟體必須致力于部署儲能系統