2050年美国储能系统装机容量将增长5倍

据报道，随着技术成本的下降和可再生能源的增加，储能有望成为未来电网宝贵资源。储能期货研究所(SFS)最新发布的《美国电力部门昼间储能经济潜力》报告中描述了美国电力储能(储能达12 h）到2050年的巨大市场潜力。他们发现，当电力系统允许同时为多个电网提供存储服务，且太阳能光伏(PV)普及率更高时，储能系统能够为电网带来最大价值，且部署可随之扩大。

储能期货研究所（SFS）由美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory，NREL）领导并由美国能源部(DOE)“储能大挑战”提供支持。该项目已研究多年，旨在探索储能技术大规模部署和分布式储能的应用，包括对未来电力系统基础设施投资和运营的影响。

模型存储潜力的功能扩展

在这项工作中，研究人员在NREL区域能源部署系统(ReEDS)容量扩展模型中添加了新功能，以准确表示提供电网服务时电池储能的价值。这是一个复杂的建模挑战，侧重于锂离子电池的成本和性能指标，比起其他新兴技术，该技术具有更高的市场成熟度。由于存储价值很大程度取决于时间，ReEDS每小时模拟一次系统运行。NREL研究人员对两组场景进行了建模，其中一组允许存储提供多网服务，另一组则限制可提供的服务。所有场景都假设存储、风能、太阳能光伏和天然气的成本和性能，以确定储能部署的关键驱动因素。

2050年安装的存储容量将增加5倍

所有场景研究显示，大规模的储能部署到2050年前会有显著增长。在假设的适度成本和性能下，储能系统装机容量总计将超过125 GW，增加5倍多，部署总量高达680 GW。最初，新的存储设计持续时间较短，最多4 h，随后逐渐延长至12 h，主要是因为目前较长时间的存储很昂贵。预计到2030年，电池年度存储量为1～30 GW，2050年为7～77 GW。

系统灵活性是存储部署的关键。为了解未来电网规模存储部署的驱动力，NREL模拟了在允许独立提供三种电网服务时存储的经济潜力，包括容量、能源时移和运营储备。NREL发现不允许存储提供稳定的容量对未来部署影响最大，另一方面，运营储备不会推动存储部署，因为这项服务的整体市场潜力有限。

存储和太阳能共生。NREL的多项研究指出了太阳能和储能的共生性质，目前的这项研究进一步证实了这种关系。更多的光伏发电可缩短高峰需求期，并降低存储所需的容量，且通过允许电池较短持续时间成为具有竞争力的峰值容量来源，以增加存储价值和降低存储成本。NREL发现，随着负载增加和现有发电机的退役，储能在提供峰值方面的价值将大大增加。此外，太阳能光伏发电也与时移服务有着密切的关系，更多的光伏发电创造了更不稳定的能源价格曲线，增加了时移的潜力。与峰值容量一样，随着光伏渗透率的增加，能源时移价值将随时间的推移而增长。

李忠东编译