柏林工业大学和普林斯顿大学的一项最新研究表明,企业及政府部门若在早期阶段承诺采购全天候无碳电力,将能够有效降低新能源发电与储能技术的成本,加速相关技术的商业化进程。研究指出,即使是小规模的全天候清洁电力承诺,也能够激活技术创新的良性循环,通过早期部署经验积累,显著降低长时储能等新兴技术的成本。
柏林工业大学博士后研究员伊戈尔·列平对此解释道:“当你真的想从你的投资组合中挤出最后百分之一的二氧化碳时,先进能源技术就会进入成本最优的投资组合。”列平表示,在主要依赖太阳能、风能和锂离子电池等成熟技术的情况下,若要在特定地区实现98%至100%的无碳能源评分,往往需要承担较高的成本溢价。
相反,早期承诺采购全天候清洁电力的企业,更有动力投资新型能源发电和储能技术,这不仅能为这些技术提供必要的收入和运行数据,还能促进投资与技术学习的良性循环。列平及其团队通过量化分析发现,这种动态适用于包括长时储能和先进地热发电在内的多种新兴技术。
研究团队在《焦耳》杂志上发表论文,详细分析了全天候清洁电力采购如何通过减少排放并为先进技术提供学习机会,帮助这些技术提升成本竞争力。在模型中,研究人员以带有碳捕获和储存的阿拉姆循环发电机及代表长时储能的铁空气电池为例,探讨了额外部署经验对成本降低的影响。
数学模型基于累积部署经验每翻一番所带来的成本降低,为每种技术设定了学习率。研究显示,现实世界中观察到的学习率范围广泛,从核能和水电的近零到锂离子电池的约21%。对于阿拉姆发电机和铁空气电池,模型表明,即使在成本结果存在较大不确定性的情况下,由全天候无碳能源承诺驱动的早期部署仍能显著降低技术成本。
研究还提供了一个具体示例:对于铁空气电池,若承诺规模相当于德国企业电力需求的约3%,便可能在2030年前使长时铁空气电池储能达到经济盈亏平衡。自研究完成后,谷歌已宣布计划在美国部署大型铁空气电池,以支持其新建数据中心。
完整论文可从《焦耳》杂志获取。这项研究由柏林工业大学和普林斯顿大学的研究人员完成,并得到了谷歌等企业的资助。









