根據美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 最新發布的一份報告，能源存儲能夠存儲太陽能和風力發電廠的多余發電量，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運營的影響”是NREL 發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、高天然氣成本結合低成本電池和零碳情景。

 

在參考案例中，到 2050 年，電網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大的比例，但是現在還是抽水蓄能占大部分。

 

在低成本電池情景中，這一數字上升至 384GW / 1,792GWh。

 

在零碳情景中高達 932GW / 6,097GWh。

 

儲能可以服務的多種應用，從輔助電網服務到能源套利和容量存儲服務，都能發揮積極作用，但隨著電網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——存儲在可再生能源便宜且豐富的時期產生的能量，然后在需求高時將其輸出到電網——是一種特別有價值的應用，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電機的使用頻率，避免火力發電廠啟動帶來的污染對居住在火力發電廠附近的公眾健康產生影響。

 

 

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生變化。

 

事實上，儲能可以提高幾乎所有發電資產的效率：提高太陽能和風力發電廠的利用率，這些發電廠以低邊際成本生產能源，而對熱力發電機產生相反的影響。

 

NREL 的研究人員發現，與光伏的協同作用比風能更一致，因為太陽能的日常生產情況更可預測。風能發電的預測更加難一些，這使得整合變得更加棘手。

 

NREL 的專家承認，對電力系統進行建模并考慮更高的存儲和可再生能源部署是一項復雜的業務，使用這些資源來平衡電網也是一項復雜的工作，但這是可行的。

 

“我們再次發現，具有大容量儲能的未來能源系統可以成功地實現 24/7 負載平衡。最重要的是，我們發現具有高水平儲能的電力系統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，儲能和輸電基礎設施之間的關系很復雜，需要進一步研究。

 

作為峰值容量資產，對儲能的主要需求將在全年保持一致，但在電網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峰發電退役，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劃模型，稱為區域能源部署系統 (ReEDS)，并將其與能源市場模擬和預測軟件 PLEXOS 相結合。

 

ReEDS 可公開獲得，以幫助建模和分析社區。

 

NREL 的 Jennie Jorgenson 表示，儲能技術“在電力系統最需要能源和容量的高峰需求期間的關鍵作用”在“到 2050 年的所有情景和年份”保持一致。