由“一”到“多”：迈向组合式储能解决方案

要成功实现向新能源结构的转型和全球脱碳，储能技术至关重要。由于输电线路越来越多地承载了来自波动的可再生能源的电力，为了避免断电，电网的灵活性亟待提高。针对这一点，西门子中央研究院的研究人员正在研发解决方案。

当来自可再生能源的电力日益增多，我们需要多大的能源储量才能够确保电网的稳定？从低至3吉瓦到多达30吉瓦，各方对德国在未来4到6年内电力需求的预测大相径庭。欧洲最大的应用型研究机构弗劳恩霍夫研究所开展的一项调查则预测，到2030年，德国的能源储量需求将在13吉瓦到50吉瓦之间。各方预测的数字悬殊巨大，这主要是因为研究所基于的复杂假设千差万别。

基于电池的储能系统在技术上取得长足进步

西门子中央研究院储能解决方案创新项目负责人Karl-Josef Kuhn表示：“储能技术不仅是德国实现向新能源结构转型的关键，也是全球脱碳的关键。”储能解决方案多种多样，从常规的抽水蓄能电站到先进的电池蓄电系统，不一而足。前者可储存大量水用于发电。目前，德国拥有9座抽水蓄能电站，总发电量约为7吉瓦，但这远不能满足未来的需求。

Kuhn解释道：“抽水蓄能电站的扩张潜力有限。这意味着我们必须找到能够储存大量电力的替代储能技术。”正因如此，西门子与AES Corporation联合成立了一家公司，主要开展储能技术和服务相关业务。这家名为Fluence的公司除了提供AES的Advancion和西门子的Siestorage储能平台之外，也在研发新技术。Siestorage是一个模块化系统，它可将高性能锂离子电池和接入电网所需的电力电子系统结合起来。这个系统可以储存并在日后释放最多500千瓦时的电力，储电容量可达1兆瓦。其他传统的短期储能解决方案则包括电容器、飞轮储能系统和压缩空气储能系统等。

转向长期解决方案

上述所有解决方案的共同缺点是，它们的储能周期仅能以分钟或小时计。为此，西门子研究人员正专注于研发可以将电能转换为能够长期储存的能源形式的解决方案，如氢气，以及氨和甲醇等化学制品。

这些电转气技术可以利用电解技术，将水和电能转化为化学原料。例如，一个初步试点项目是西门子的制氢装置Mainz Energy Farm。它的功率高达6兆瓦，是全球同类装置中规模最大的。它的氢气产量可以满足约2000辆燃料电池汽车的需求。除电解制氢之外，西门子也将目光投向了甲烷。氢气和甲烷都能储存在天然气管网中并可在日后再次转化为电力。西门子专家也在研究利用如甲醇等二氧化碳零排放的燃料来进行转化的技术。

其他研究领域包括热储能和机械储能，以及以压缩空气的形式储存电能的系统。Kuhn表示：“成功实现向新能源结构转型的关键是我们必须综合利用多种储能技术。”