就在9月初，洛杉矶市以创纪录的低价签署了一项太阳能+存储系统的协议。这项400兆瓦的Eland太阳能发电项目能将1200兆瓦时的能量储存在锂离子电池中，以满足夜间供电需求。

此项目也是该市气候承诺中的一部分，即到2045年实现能源的100%可再生利用。

众所众知，电力和热能生产是世界上最大的温室气体排放源。无碳电力对于将全球平均气温上升控制在联合国设定的1.5摄氏度目标以内、避免气候变化带来的最坏影响至关重要。

而在9月举办的联合国气候行动峰会上，推动可再生能源和能源储存将是世界各国领导人最为关注的事项之一。

但是，对风能和太阳能持怀疑态度的人很快指出，诸如此类的系统价格昂贵，而且不能全天候供电。不过，随着可再生能源与化石燃料在成本上的竞争日益激烈并逐渐占有了优势，前一种观点已经很难站稳脚跟。

至于后一个针对供应时间的问题，归根结底也是成本在起作用。而这对于在有需求时向电网输送大量可再生能源至关重要。

“低成本存储是使可再生电力能够在成本基础上与化石燃料发电竞争的关键。”麻省理工学院材料系教授蒋业明说道。

但具体要降到多低才行？蒋教授、能源研究教授杰西卡•特朗西克（Jessika Trancik）以及一些相关人士发表在《焦耳》杂志上的分析显示，如果电网完全由风能和太阳能混合供电，那么每千瓦时的储能成本大约为20美元。

对于锂离子电池来说，这是一个令人生畏的数字。要知道，即使2018年锂离子电池的价格已经下跌，但其存储成本仍处在每千瓦时175美元的水平。

对此，研究人员表示，如果放松对可再生能源的限制，情况就会好转。然后，达到成本目标的存储技术就触手可及了。

该研究小组选择了美国亚利桑那州、爱荷华州、马萨诸塞州和得克萨斯州这4个区域，并收集了20年来那里的太阳能和风能资源数据。

之所以这么做，是因为这些资源随着季节、年份以及长期分析会发生很大的变化，因此需要获得发电厂在整个使用寿命中的数据才能得到更可信的结果，而之前的研究普遍只引用了一两年的数据。

他们对风力/太阳能存储系统的成本进行了建模，得到了系统在可靠地满足各种电网需求，比如提供全天的基本负荷并在几个小时内满足高峰时段的需求条件下的成本区间。

每千瓦时10美元到20美元。这是研究组给出的结果，风力/太阳能储能设施只有达到这一水平才具备与提供基本负荷电力的核电站竞争的实力。

而要与天然气工厂竞争的话，成本需要降至每千瓦时5美元才行。

需要指出的是，这些数据只适用于太阳能和风能100%满足电力需求的情况。如果其他能源只在5%的时间内满足需求，那么存储的价格将达到150美元/千瓦时。

那么，哪些技术有望达到这个目标？

锂离子电池算是一种。在公用事业的能源存储领域，锂离子电池的份额也正在增长，然而，电动汽车市场的崛起加剧了材料短缺的挑战。

另外，蒋教授说，这项技术“不太可能满足长时间存储的成本要求，因此，为了深度脱碳，迫切需要开发低成本、长时间存储的技术”。

抽水蓄能和压缩空气是两种用来驱动涡轮机并在需要时发电的技术，它们已经有了20美元/千瓦时的低能源成本。

但这些系统需要大量的空间和特殊的地质特征，如山体或地下洞室，不能到处使用。

另一个可行的技术是使用大量低成本化学品、在大型储罐内储存能源的流动电池。可问题是，并不是所有的流动电池化学成分都很便宜。其中的一个主要类型——钒氧化还原流动电池，估计成本为100美元/千瓦时。

蒋教授押注的则是硫电池。他最近开发了一种水硫流电池，成本可能低至每千瓦时10美元。

该技术具有长时间、低成本的存储功能，目前正由他在2017年与别人共同创立的Form Energy开发。该公司最近还获得了不少资金支持。

再来看看其他的电池技术。国际可再生能源署（IREA）称，高温钠硫电池每千瓦时的成本为500美元，但随着进一步的开发，到2030年，它们的成本可能会下降75%。

与此同时，钠-氯化镍电池的成本可能从目前的315美元~490美元降至2030年的130美元/千瓦时。

除此之外，研究人员也没有将其他多种储存可再生能源的方法考虑进来，比如飞轮储能器、超级电容器、熔盐蓄热、使用多余的电力液化空气或氢和甲烷等燃料。

即便如此，从最近宣布的Eland项目和其他项目可以看出，可再生能源与储存相结合已经开始产生经济效益。先进的能源储存技术和规模经济应有助于进一步降低成本，并使可再生能源充分发挥其潜力。

“关键是要开发出达到低成本（20美元/千瓦时）的存储技术，我相信未来5年内就会有相关的试点项目出现。”蒋教授说道。

（文章&图片来源：IEEE，作者：Prachi Patel）