全国能源信息平台|9种储能技术12种应用场景未来哪种储能技术成本更胜一筹？【能源人都在看

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北极星储能网讯:本文是英国帝国理工学院多领域研究团队2019年在期刊Joule上发表的论文Projecting the Future Levelized Cost of Electricity Storage Technologies. Joule, 2019, 3(1): 81-100 ，预测了9种储能技术在特定12种应用场景的全生命周期成本，分析了不同技术在未来的成本竞争力，对于科学研究、政策制定和投资活动具有很高的参考价值。小编编译了文章主要内容与结果，希望能为感兴趣的读者带来启发。一切以英文原文内容为准。
研究背景与范围
储能被认为是实现低碳电力系统的关键技术。但是，现有研究集中在投资成本上。不同储能技术的未来全生命周期成本（即平准化储能成本， levelized cost of storage ， LCOS）尚待探讨。本文预测了9种储能技术在特定12种应用场景的全生命周期成本。研究发现，除了长时间放电应用场景外，其他特定的储能技术不太可能竞争过锂离子电池。它们的性能优势不会超过锂离子电池成本下降的速度。本文结果可能影响储能的商业和研究策略，引导投资转移到替代技术的性能改善上，或者将重点放在锂离子电池上。
文章亮点

评估了2015年至2050年间9种储能技术在12种应用场景下的全生命周期成本。
12种应用场景中，最低的全生命周期成本在2030年和2050年分别降低了36%和53% 。
从2030年开始，锂离子电池在大多数应用中最具竞争力。
抽水蓄能、压缩空气和储氢最适用于长时间放电的应用场景。

平准化储能成本（LCOS）量化了特定储能技术和应用场景下单位放电量的折现成本。因此，该度量标准考虑了影响放电寿命成本的所有技术和经济参数，可以直接与发电技术的平准化度电成本（LCOE）相类比，是进行储能技术成本比较的合适工具。
LCOS可以描述为一项储能技术的全生命周期成本除以其累计传输的电能量或电功率，它反映了净现值为零时的内部平均电价，即该项投资的盈利点。其定义为
公式包含决定储能技术的全生命周期成本所需的所有要素：投资成本、运营维护（O&M）成本、充电成本和报废成本之和除以投资期间的总放电量。假定所有投资成本都是在第1年产生的，其他持续成本每年（n）累加直到寿命结束（N），以折现率r进行折现。如果是需要储能系统提供有功功率的应用场景，则改为计算其年化容量成本。本文未考虑需要提供无功功率的场景。
本文研究2015至2050年期间在12种固定式应用场景中的9种储能技术，计算特定场景下某项技术的LCOS 。全部的输入参数和输出结果都可在线下载，交互版LCOS计算模型也可从EnergyStorage.ninja获得。

文中给出了不同储能技术在不同应用下适用性的定性描述，具体见原文表1 。
各技术的成本、性能数据以及应用需求来源可见原文表S4、图S1 。 LCOS计算的蒙特卡洛模拟考虑了各技术参数的变化和不确定性，根据结果确定每种技术在各年份中不同应用场景下表现出最低LCOS的可能性。以二次响应应用场景为例，考虑4种最具竞争力的储能技术，下图左上角是该场景的技术条件，右上角是各年份某项技术具有最低LCOS的概率（柱状）以及该技术的平均LCOS（折线），下方是基于蒙特卡洛模拟预测的LCOS及其不确定度范围。

二次响应的特点是放电时间短、充放循环频繁。它可以大规模运行并且不需要快速响应，这使地理条件优越的抽水蓄能非常适用。抽水蓄能在2015年的LCOS最低（150~400 US$/MWh），原因是其使用寿命超过30年，年循环多达1000次，尽管其投资成本较高。飞轮储能的平均LCOS远高于抽水蓄能，投资成本的不确定性使得其LCOS最低的可能性很小。预计电池技术的投资成本将大大降低，这意味着到2030年，全钒液流电池和锂离子电池可能是最具成本效益的技术，尽管其寿命可能分别只有8年和13年。