“隨著成本下降和可再生能源部署量的增加，儲能系統有望成為未來電網的寶貴資源，尤其是當電力系統允許儲能系統同時提供多種電網服務以及太陽能發電量更高的情況下。”

這是美國國家可再生能源實驗室(NREL)在其最近發布的一份有關“儲能未來研究(SFS)”項目的分析報告得出的結論。該報告描述了美國電力系統到2050年部署電網規模的長時儲能(最長達到12小時)巨大市場潛力。

美國國家可再生能源實驗室(NREL)分析師Will Frazier、Wesley Cole、Paul Denholm、Scott Machen和Nate Blair共同撰寫了這份名為“美國電力部門部署儲能系統的經濟潛力”的分析報告，探討了儲能技術的總體市場潛力以及優化部署成本的關鍵驅動因素。

國家可再生能源實驗室(NREL)分析師兼該報告的主要作者Will Frazier指出：“我們在研究中發現，在各種模擬情景中，長時儲能具有巨大的市場潛力。為了實現成本最優的儲能部署，電力系統需要允許儲能系統提供容量和能源時移的電網服務。”

在這項工作中，研究人員為該實驗室的區域能源部署系統(ReEDS)的容量擴展模型添加了新功能，以準確表示允許提供電網服務時的電池儲能系統的價值，而這是一個建模面臨的復雜挑戰。由于儲能系統的價值很大程度上取決于持續放電時間，區域能源部署系統(ReEDS)每小時模擬一次系統運行的情況。

研究人員使用區域能源部署系統(ReEDS)模型模擬了兩組場景——一組允許儲能系統提供多種電網服務，另一組限制儲能系統可以提供的電力服務。所有場景都對儲能系統、風力發電設施、太陽能發電設施以及天然氣發電設施使用不同的成本和性能假設來確定儲能部署的關鍵驅動因素。

報告發現：

•在所有場景中，電網規模的儲能部署將顯著增長。到2050年，在假設具有適度的成本和性能下，部署的總裝機容量將超過125GW。

•最初部署的儲能系統的持續放電時間大多較短(最長為4小時)，然后隨著部署的增加而逐漸延長持續放電時間(最長為12小時)，主要是因為持續時間更長的儲能系統部署成本目前更昂貴。

•2030年，各個應用場合的電池儲能系統年部署的裝機容量從1GW到30GW不等。

•到2050年，美國每年部署的電池儲能系統的裝機容量達到7 GW以上。

•備用電源市場難以推動儲能部署，因為研究發現該服務的整體市場潛力有限。

•部署更多的太陽能發電設施縮短了峰值時段，并降低了儲能系統增加儲能容量需求，而持續放時時間較短的電池儲能系統將成為具有競爭力的峰值容量來源，可以有效降低儲能部署成本。

•隨著時間的推移，儲能系統在提供峰值容量方面的價值隨著負荷增長和現有發電設施退役而增加。

•更多的太陽能發電設施創造了更加不穩定的能源價格曲線，增加了儲能系統能源時移的潛力。與峰值容量一樣，隨著太陽能發電滲透率的增加，能源時移的價值會隨著時間的推移而增長。

“儲能未來研究(SFS)”項目由美國國家可再生能源實驗室(NREL)牽頭，并得到美國能源部(DOE)儲能大挑戰的支持，這是一項持續多年的研究項目，旨在探索先進的儲能技術如何影響電網規模儲能系統的部署和分布式儲能系統的應用，其中包括對未來電力系統基礎設施投資和運營的影響。