该实验室的研究人员对大量部署储能系统的场景进行了建模之后发现，到2050年，充足的储能容量能够使电网更加稳定安全地运营。

 

 

此外，该报告称，在光伏发电量较低时，储能系统满足峰值需求的能力可以提高化石燃料发电厂的效率，甚至允许电网运营商完全避免启动和运营化石燃料发电厂和调峰发电厂。这也将减少二氧化碳(CO2)排放和其他空气污染物。

 

该报告是美国国家可再生能源实验室(NREL)发布的一系列储能未来研究(SFS)报告之一，该系列报告使用高级模型来探索储能系统将如何影响电网，显示了多种情景来提升储能系统的作用，包括到2050年底美国累计部署的储能系统装机容量可能超过125GW，是当前装机容量的五倍以上。报告还发现，储能系统在满足峰值电力需求时发挥最大价值，尤其是在光伏发电量增加并且峰值电力需求转移到晚上的时候。

 

这份报告使用NREL的区域能源部署系统(ReEDS)模型(一种全国范围的电力部门规划工具)来研究2050年部署储能系统装机容量从213GW到932GW的未来情景。根据其数据，截至2021年，美国累计部署的储能系统容量为23GW，其中大部分是抽水蓄能发电设施。美国能源信息署(EIA)指出，美国到2019年累计部署了1,650MW的电池储能系统，但预计到2024年将在这个数字的10倍。报告还发现，尽管人们担心光伏发电的可变性，但如果储能部署水平与光伏系统的安装水平相一致，能够满足峰值负荷，

 

尽管由于需要充电，储能技术的年容量系数较低，但研究发现，在峰值需求最高的前10个净负荷小时内，储能技术的利用率将显著提高，超过装机容量的75%。研究结果表明，电池储能系统每天都会被充分使用，并且需要在光伏发电量最高的白天充电。

 

该研究报道的主要作者、NREL研究员Jennie Jorgenson说，“在本质上，储能技术在电力系统最需要能源和容量的高峰需求期间发挥着关键作用，我们发现，在2050年之前的所有情景和年份中，这一点都是一致的。”

 

此外，ReEDS模型发现，高储能渗透率导致发电设施的整体效率更高。该模型考虑了部署660GW储能系统的场景，然后以5%(大约33GW)的增量对其进行调整。在这种场景下，天然气峰值发电厂启动的燃气轮机的数量从每天400台(在80%储能渗透率的参考案例中)下降到5台。电池储能系统的装机容量的增长也与二氧化碳排放量和标准空气污染物的减少相匹配。报告称，进一步的分析可以更清楚地说明减少这些排放量减少对健康的好处。

 

报告称，储能系统的灵活性还允许跨区域套利，从而在输电线路上输送更多的电力，能够使用成本最低的资源组合，同时还减少了某些输电线路的拥塞。虽然直接输电效应因为地区不同而有所不同，但分析表明，高储能场景可能将运营规模更大的输电资产。

 

一些电网运营商正在制定一些规则，以便将储能系统更好地整合到电网中并允许其参与电力市场。研究结果表明，电池储能系统和其他储能系统在维持电力系统可靠性方面可以发挥重要作用。

 

Jorgenson说，“我们再次发现，具有大量储能系统的未来能源系统可以成功地平衡全天候负载。”