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由“一”到“多”：邁向組合式儲能解決方案

要成功實現向新能源結構的轉型和全球脫碳，儲能技術至關重要。由于輸電線路越來越多地承載了來自波動的可再生能源的電力，為了避免斷電，電網的靈活性亟待提高。針對這一點，西門子中央研究院的研究人員正在研發解決方案。

當來自可再生能源的電力日益增多，我們需要多大的能源儲量才能夠確保電網的穩定？從低至3吉瓦到多達30吉瓦，各方對德國在未來4到6年內電力需求的預測大相徑庭。歐洲最大的應用型研究機構弗勞恩霍夫研究所開展的一項調查則預測，到2030年，德國的能源儲量需求將在13吉瓦到50吉瓦之間。各方預測的數字懸殊巨大，這主要是因為研究所基于的復雜假設千差萬別。

西門子SIESTORAGE的輸出功率為1兆瓦，可儲存最多500千瓦時的電力并在日后將之回饋到電網。

基于電池的儲能系統在技術上取得長足進步

西門子中央研究院儲能解決方案創新項目負責人Karl-Josef Kuhn表示：“儲能技術不僅是德國實現向新能源結構轉型的關鍵，也是全球脫碳的關鍵。”儲能解決方案多種多樣，從常規的抽水蓄能電站到先進的電池蓄電系統，不一而足。前者可儲存大量水用于發電。目前，德國擁有9座抽水蓄能電站，總發電量約為7吉瓦，但這遠不能滿足未來的需求。

Kuhn解釋道：“抽水蓄能電站的擴張潛力有限。這意味著我們必須找到能夠儲存大量電力的替代儲能技術。”正因如此，西門子與AES Corporation聯合成立了一家公司，主要開展儲能技術和服務相關業務。這家名為Fluence的公司除了提供AES的Advancion和西門子的Siestorage儲能平臺之外，也在研發新技術。Siestorage是一個模塊化系統，它可將高性能鋰離子電池和接入電網所需的電力電子系統結合起來。這個系統可以儲存并在日后釋放最多500千瓦時的電力，儲電容量可達1兆瓦。其他傳統的短期儲能解決方案則包括電容器、飛輪儲能系統和壓縮空氣儲能系統等。

電轉氣技術特別適于長期儲能。西門子中央研究院的研究人員Kerstin Wiesner正在新型電解單元的測量站上進行操作。

利用電解技術從水中制取氫氣。

Karl-Josef Kuhn在西門子中央研究院負責與儲能系統有關的研究工作。

轉向長期解決方案

上述所有解決方案的共同缺點是，它們的儲能周期僅能以分鐘或小時計。為此，西門子研究人員正專注于研發可以將電能轉換為能夠長期儲存的能源形式的解決方案，如氫氣，以及氨和甲醇等化學制品。

這些電轉氣技術可以利用電解技術，將水和電能轉化為化學原料。例如，一個初步試點項目是西門子的制氫裝置Mainz Energy Farm。它的功率高達6兆瓦，是全球同類裝置中規模最大的。它的氫氣產量可以滿足約2000輛燃料電池汽車的需求。除電解制氫之外，西門子也將目光投向了甲烷。氫氣和甲烷都能儲存在天然氣管網中并可在日后再次轉化為電力。西門子專家也在研究利用如甲醇等二氧化碳*的燃料來進行轉化的技術。

其他研究領域包括熱儲能和機械儲能，以及以壓縮空氣的形式儲存電能的系統。Kuhn表示：“成功實現向新能源結構轉型的關鍵是我們必須綜合利用多種儲能技術。”