麻省理工學院最近的研究表明，電池儲能系統在未來電網中將起著關鍵作用，但仍然認為，在間歇性可再生能源占主導地位的電力系統中，電池儲能系統部署也將受到一些限制。麻省理工學院全球變化科學與政策聯合計劃聯合主任John Reilly為此解釋了原因。

電池儲能系統是儲能容量、持續(xù)放電時間、成本等復雜因素的組合。電池儲能系統可以存儲太陽能發(fā)電設施提供的電能，以滿足夜間峰值電力需求。這是電池儲能系統一種理想的應用模式，尤其是在赤道附近陽光充足的地方。

由于白天的電力需求可能較低，因此太陽能+儲能項目的電力供應是可預測的，這與在夜晚的使用趨勢不太相符。此外，其全年的電力供應是均衡的：從中午開始需要提供足夠的儲能容量滿足夜晚的峰值需求。事實上，對電池儲能系統的建模考慮了安裝成本、儲能容量、持續(xù)放電時間等，這是部署儲能系統的關鍵因素。

這種儲能技術可以是電池儲能系統、抽水蓄能或符合其規(guī)格標準的任何儲能系統。可以使用抽水蓄能設施來節(jié)省更多成本，因為它是當今成本最低的選擇。無論采用哪種儲能方式，都必須考慮成本。而且其成本傾向于增加更多容量和更長的儲能時間。

但是問題在于，美國幾乎沒有哪個地方處在這種理想狀態(tài)。當然，加利福尼亞州和美國西南部沙漠很接近這種理想狀態(tài)，但是即使在那兒，冬天的日子也較短，陽光照射角度較低并且持續(xù)多云。

因此，以緬因州的一個在屋項上安裝了太陽能發(fā)電設施以及儲能容量為12kWh的Tesla Powerwall電池儲能系統用戶為例，其年產量比預期產量低了10%至15%。

其電池儲能系統也面臨儲能不均的問題，在春末或夏季每月的發(fā)電量是1.2到1.3MWh，但在一月和二月只有不到0.1MWh，這是因為其屋頂大部分時間都被積雪覆蓋(如下圖所示)。

住宅太陽能發(fā)電設施和電池儲能系統用戶一年中每月發(fā)電量(藍色是太陽能，綠色是儲能系統)

即使一月中有31天是晴天，但由于白天時間較短以及陽光照射角度較低，冬季可以產生的每月最佳電量約為0.5MWh。而用戶在冬季每月使用1.3MWh的電能。用戶將Powerwall儲能系統設置為自供電模式，并在夏季幾乎不使用來自電網的電力。

這個用戶的住宅太陽能+儲能系統每年最大的發(fā)電量為1.9MWh。如果需要安裝足夠的Powerwalls儲能系統存儲在夏天生產的額外電能，那么則需要安裝160臺儲能系統。如果以每套儲能系統的售價為12,000美元，這些投資將近200萬美元，這對于家庭用戶來說是不可能實現的。而為了更好地儲能，電池成本將必須大大降低。

采用電池儲能系統對用戶來說可以避免斷電，因為可以獲得聯邦稅收抵免，使電池儲能系統與化石燃料發(fā)電設施相比更具競爭力。連接到電網的太陽能發(fā)電設施對用戶來說仍然是一個不錯的選擇，估計其內部收益率在4%到6%之間，具體取決于太陽能發(fā)電設施能夠使用25年或是使用10年。

可以肯定的是，美國西南沙漠地區(qū)緬因州可能是另一個極端，電網規(guī)模儲能系統具有規(guī)模經濟，這是不可能通過小型住宅儲能系統實現的。這就是為什么麻省理工學院構造一個模型時要仔細考慮一天中幾個小時以及各個季節(jié)中需求和供應模式真實變化的原因，并考慮電網連接不同可再生能源模式和地理模式的需求，提供比較合理的電網規(guī)模成本。

麻省理工學院在研究中指出，如果采用可靠的、低碳的、可調度的發(fā)電方式，且成本合理，那么電力脫碳的成本將會更低。

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