公用事業(yè)公司或其他計劃安裝可再生能源系統(tǒng)的公司，例如太陽能和風電場，必須決定是否包括大規(guī)模的能源存儲系統(tǒng)，以便在可用時捕獲電力并按需釋放。這一決定對于未來可再生能源的增長可能至關(guān)重要。
選擇可能很復(fù)雜：這樣的系統(tǒng)實際上是否會通過增加收入來收回成本？如果是這樣，哪種系統(tǒng)最有意義，系統(tǒng)的哪些功能最重要？如果不是，存儲技術(shù)需要便宜多少？
麻省理工學院的研究人員進行的一項新研究表明，如何評估可用的技術(shù)選擇，包括電池，水力發(fā)電蓄能和壓縮空氣儲能，并表明，即使采用這些技術(shù)的當今價格，這種儲能系統(tǒng)在某些地方也具有良好的經(jīng)濟意義。 ，但其他人還沒有。這項由麻省理工學院能源研究的大西洋Richfield職業(yè)發(fā)展助理教授Jessika Trancik與研究生William Braff和Joshua Mueller共同完成的這項研究剛剛發(fā)表在《自然氣候變化》雜志上。
“研究人員和從業(yè)者一直在努力比較不同存儲技術(shù)的成本，” Trancik解釋說，“由于成本的多個維度，而且沒有一種技術(shù)在所有維度上都占主導(dǎo)地位。只能通過查看以下內(nèi)容來比較存儲技術(shù)：它們將被使用?！?但是研究發(fā)現(xiàn)，不管給定位置的具體情況如何，電價如何波動的某些特征在各個位置都是相同的，并且確實偏愛某些特定類型的存儲解決方案。
以最高價出售
例如，該團隊發(fā)現(xiàn)，如今在得克薩斯州，抽水電系統(tǒng)可以為太陽能或風能裝置提供附加值。在這些系統(tǒng)中，多余的動力用于將水向上泵送至水庫進行存儲，然后在需要時通過渦輪釋放水以發(fā)電。通過等待向電網(wǎng)出售電力直到電力現(xiàn)貨價格（電力分銷商向生產(chǎn)商支付的不斷變化的市場價格）達到頂峰，工廠可以產(chǎn)生的增加的收入將超過電廠的成本。添加了存儲系統(tǒng)。
此外，他們發(fā)現(xiàn)，這種抽水蓄能裝置比使用鉛酸蓄電池的蓄能系統(tǒng)提供更多的價值，即使其動力容量組件的成本要高出數(shù)倍。這是因為抽水式水力發(fā)電系統(tǒng)比鉛酸電池系統(tǒng)具有較低的能源成本。（能量容量是指可以存儲在系統(tǒng)中的總能量，而功率容量是指在給定時刻可以從該系統(tǒng)傳遞多少能量）。壓縮空氣存儲系統(tǒng)還可以增加與抽水系統(tǒng)相當?shù)膬r值。但是，研究人員指出，電池很有吸引力，因為它們基本上可以安裝在任何地方，并且不依賴僅在某些位置存在的自然特征。
研究人員指出，有關(guān)可再生能源存儲系統(tǒng)的許多研究都集中在使用該系統(tǒng)平滑間歇性輸出以更好地適應(yīng)波動的需求上。但是實際上，這些風力發(fā)電場或太陽能發(fā)電場中的大多數(shù)正在接入電網(wǎng)，因此對潛在投資者而言重要的是價格曲線而不是需求曲線。
令人驚訝的是，事實證明，盡管平均價格的區(qū)域差異很大，需求和價格的可變性也很大，但Trancik表示：“一個地點的最佳存儲技術(shù)也是另一個地點的最佳存儲技術(shù)。” “這是因為電價飆升持續(xù)時間的分布在各地之間很相似。這種模式很可能是由于每天的周期所施加的限制，人們上班和回家的時間以及他們的消費方式的相似性而產(chǎn)生的。他們的時間?！?
她說，如今，一個儲能系統(tǒng)是否值得，其價格因地點的不同而有很大差異，這是因為價格上漲的頻率和幅度的巨大差異，以及太陽能和風能隨時間的變化情況。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于電價波動的某些共同的，新出現(xiàn)的特性，最優(yōu)存儲系統(tǒng)的成本特征在所有地點都相似。
Trancik說：“這意味著這些結(jié)果可用于為私營部門和政府在存儲技術(shù)開發(fā)方面的投資提供信息，并可以為實驗室的工程工作提供信息?！?“如果發(fā)現(xiàn)不同地點的最佳成本改善，權(quán)衡能源容量和電力容量成本的方向不同，那么結(jié)果將不太通用，并且對技術(shù)開發(fā)工作的用處不大。”
成本仍然需要下降
研究發(fā)現(xiàn)，目前，如果沒有政策支持，此類系統(tǒng)的成本仍無法使它們足夠盈利，從而無法使這種廣泛采用成為減少全球溫室氣體排放所必需的。但是，Trancik說，這項研究確實表明，在某些地區(qū)市場采用已經(jīng)很有意義，并且可以得到適度的公共政策支持來促進市場采用，而這反過來又會刺激存儲技術(shù)的進步以鼓勵進一步的增長。該研究還提供了指導(dǎo)意見，說明了為實現(xiàn)這種部署需要降低給定技術(shù)的成本，以及需要最大程度改善系統(tǒng)的哪些方面，因此需要重點研究。例如，它為正在開發(fā)的各種液流電池提供了成本目標。
在這項研究中，研究小組檢查了三個州：德克薩斯州，加利福尼亞州和馬薩諸塞州。他們發(fā)現(xiàn)，今天的存儲系統(tǒng)在得克薩斯州和加利福尼亞州具有經(jīng)濟意義，但在馬薩諸塞州尚未實現(xiàn)。他們計劃將研究擴大到更多地點，以查看其總體結(jié)論是否適用范圍更廣。
在一項有點違反直覺的發(fā)現(xiàn)中，他們說，隨著風能和太陽能系統(tǒng)的成本下降，存儲系統(tǒng)的成本也將需要下降，否則它們將不再盈利。那是因為在某個時候，僅增加更多的發(fā)電容量而不是更多的存儲容量會更有利可圖。研究人員指出，現(xiàn)在有一個機會之窗可供市場采用存儲。但是他們警告說，如果現(xiàn)在不采取任何行動，并且風能和太陽能的成本進一步下降，激勵措施將隨著時間的流逝而減少。
Trancik說，這項研究屬于她稱為“定向創(chuàng)新”的領(lǐng)域，在該領(lǐng)域中，可以基于清晰可量化的標準來決定最需要研究哪些領(lǐng)域，技術(shù)設(shè)計和政策，以實現(xiàn)特定的社會目標。她說：“這個想法是利用數(shù)據(jù)和模型來加速能源技術(shù)的發(fā)展?！?
