根據(jù)美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 最新發(fā)布的一份報告，能源存儲能夠存儲太陽能和風(fēng)力發(fā)電廠的多余發(fā)電量，這意味著它可以在最需要的時候為能源組合做出貢獻，即使在最保守的可變可再生能源情景中也是如此部署。
“廣泛部署儲能對電網(wǎng)運營的影響”是NREL 發(fā)布的未來儲能研究系列第六份報告，該報告于本月早些時候發(fā)布并且免費提供。（文章末尾有提供獲取）
NREL 研究人員為到 2050 年可能的儲能部署建模了一系列情景，包括參考案例、低成本電池情景、低成本太陽能光伏、高天然氣成本結(jié)合低成本電池和零碳情景。
在參考案例中，到 2050 年，電網(wǎng)上的儲能量也從目前安裝的約 23GW 上升到 213GW——盡管鋰離子電池裝機在增速上占相當(dāng)大的比例，但是現(xiàn)在還是抽水蓄能占大部分。
在低成本電池情景中，這一數(shù)字上升至 384GW / 1,792GWh。
在零碳情景中高達 932GW / 6,097GWh。
儲能可以服務(wù)的多種應(yīng)用，從輔助電網(wǎng)服務(wù)到能源套利和容量存儲服務(wù)，都能發(fā)揮積極作用，但隨著電網(wǎng)向更高的可再生能源滲透率邁進，能源套利和容量存儲的價值將得到更重要的凸顯。
儲能作為一種峰值容量資產(chǎn)——存儲在可再生能源便宜且豐富的時期產(chǎn)生的能量，然后在需求高時將其輸出到電網(wǎng)——是一種特別有價值的應(yīng)用，并且在未來將變得更加有價值。
同樣重要的是要注意，增加儲能部署可以降低化石燃料發(fā)電機的使用頻率，避免火力發(fā)電廠啟動帶來的污染對居住在火力發(fā)電廠附近的公眾健康產(chǎn)生影響。
圖片：NREL 未來儲能研究
每天每個小時的能量存儲利用建模。儲能緊隨峰值需求，包括隨著太陽能變得更多或更少可用而發(fā)生變化。
事實上，儲能可以提高幾乎所有發(fā)電資產(chǎn)的效率：提高太陽能和風(fēng)力發(fā)電廠的利用率，這些發(fā)電廠以低邊際成本生產(chǎn)能源，而對熱力發(fā)電機產(chǎn)生相反的影響。
NREL 的研究人員發(fā)現(xiàn)，與光伏的協(xié)同作用比風(fēng)能更一致，因為太陽能的日常生產(chǎn)情況更可預(yù)測。風(fēng)能發(fā)電的預(yù)測更加難一些，這使得整合變得更加棘手。
NREL 的專家承認，對電力系統(tǒng)進行建模并考慮更高的存儲和可再生能源部署是一項復(fù)雜的業(yè)務(wù)，使用這些資源來平衡電網(wǎng)也是一項復(fù)雜的工作，但這是可行的。
“我們再次發(fā)現(xiàn)，具有大容量儲能的未來能源系統(tǒng)可以成功地實現(xiàn) 24/7 負載平衡。最重要的是，我們發(fā)現(xiàn)具有高水平儲能的電力系統(tǒng)通過存儲其他未使用的可再生能源來取代其他來源的昂貴發(fā)電，可以更有效地運行，”該研究的首席研究員 Jennie Jorgenson 說。
該研究的重點是部署持續(xù)時間長達 12 小時的儲能，NREL 團隊表示，進一步研究更長時間存儲的作用可能會有好處。它還指出，儲能和輸電基礎(chǔ)設(shè)施之間的關(guān)系很復(fù)雜，需要進一步研究。
作為峰值容量資產(chǎn)，對儲能的主要需求將在全年保持一致，但在電網(wǎng)承受其最高峰需求時，約 10 小時的儲能將是最有價值的。隨著更多以化石燃料為燃料的調(diào)峰發(fā)電退役，該價值也在增長。
NREL 的報告方法包括使用實驗室的旗艦電力部門容量規(guī)劃模型，稱為區(qū)域能源部署系統(tǒng) (ReEDS)，并將其與能源市場模擬和預(yù)測軟件 PLEXOS 相結(jié)合。
ReEDS 可公開獲得，以幫助建模和分析社區(qū)。
NREL 的 Jennie Jorgenson 表示，儲能技術(shù)“在電力系統(tǒng)最需要能源和容量的高峰需求期間的關(guān)鍵作用”在“到 2050 年的所有情景和年份”保持一致。
