我們將從美國的儲能市場來討論這些問題： 儲能系統(tǒng)的成本和性能如何變化？日間儲能在電力部門的作用是什么？在美國，經(jīng)濟上可行的日間儲能部署是什么？哪些因素可能會推動這一部署？日間儲能容量的增加將如何影響電網(wǎng)運行？

 

未來幾十年的儲能市場

儲能系統(tǒng)可能是未來低碳、靈活和有彈性的電網(wǎng)的一個關鍵因素。在過去幾年中，美國電力部門的可再生能源發(fā)電量急劇增加，預計未來儲能市場將迎來大幅增長。因此，越來越多的公司開始涉足這些領域，你可以閱讀美國十大儲能電池公司，了解美國的儲能產(chǎn)業(yè)。

此外，隨著對清潔能源部署的重視，同時保持電力系統(tǒng)的可靠運行，市場對儲能市場的需求也在增加。美國和世界各國越來越重視解決電力系統(tǒng)停電的用例，越來越重視對電力系統(tǒng)可靠性和彈性的研究和分析。

同時，在過去幾年中，儲能技術的成本大幅下降，更多不同的儲能技術正在被開發(fā)。這些因素使人們更加關注儲能系統(tǒng)作為一種關鍵的脫碳資產(chǎn)所發(fā)揮的重要作用，并在不斷增長的儲能市場中確保電網(wǎng)的可靠供電。

儲能系統(tǒng)為電網(wǎng)提供了許多潛在的好處。儲能系統(tǒng)可以儲存和提供電力，補充風能和太陽能發(fā)電設施，并在這些資源的可用性下降時提供電力。當與可再生能源或其他清潔能源相結合時，儲能系統(tǒng)有能力減少溫室氣體排放。

儲能系統(tǒng)還可以提高輸電線路的利用率，同時抵消或減緩新發(fā)電設施的建設，以提供峰值容量或滿足儲能市場對運行儲備的需求。

最后，分布式儲能系統(tǒng)可以在需求高峰期減少電網(wǎng)的運行壓力。這種靈活性對于電動汽車的預期增長和其他終端電氣化帶來的潛在負荷增長非常重要。

隨著儲能系統(tǒng)成本的不斷下降和電網(wǎng)整合更多可變的可再生能源，儲能系統(tǒng)的部署將在未來幾十年內(nèi)大幅增加。但這也提出了一些問題，比如儲能將如何影響未來幾十年電網(wǎng)的運行和發(fā)展？

 

 

量化儲能系統(tǒng)的價值比量化太陽能或風能等可再生能源發(fā)電設施的價值更復雜，因為儲能系統(tǒng)的特性會影響發(fā)電、輸電和配電。

國家可再生能源實驗室（NREL）旨在加深對儲能系統(tǒng)如何為電力系統(tǒng)增值的理解。

為電力系統(tǒng)增加多少價值，可以經(jīng)濟地部署多少儲能，以及了解儲能部署如何影響電力系統(tǒng)的運行和演變。

隨著時間的推移，增加儲能部署和持續(xù)時間，為美國白天（12小時以下）儲能系統(tǒng)的部署建立一些長期預測，然后應用詳細的生產(chǎn)成本和基于代理的模型，更好地了解 儲能系統(tǒng)的作用。

儲能部署有可能大幅增加–到2050年至少是今天部署的儲能系統(tǒng)累計裝機容量的5倍，并將在確定未來儲能市場的成本優(yōu)化電網(wǎng)組合中發(fā)揮不可或缺的作用。

關于儲能市場的未來及其對電力系統(tǒng)的影響的8個關鍵啟示。這些重要的經(jīng)驗和教訓可以幫助政策制定者、技術開發(fā)商和電網(wǎng)運營商為即將到來的儲能部署浪潮做好準備。

 

 

裝機容量預計將快速增長

美國電力部門采用日間儲能具有巨大的經(jīng)濟潛力，表明儲能系統(tǒng)的成本競爭力越來越強。

利用先進的大規(guī)模擴容模型，發(fā)現(xiàn)在各種情況下，日間儲能系統(tǒng)（持續(xù)時間<12小時）在儲能市場上具有成本競爭力，適用于儲能系統(tǒng)、風力發(fā)電設施、太陽能發(fā)電設施以及天然氣發(fā)電廠的一系列成本和性能假設。

在所有情況下，未來儲能市場部署的儲能系統(tǒng)總裝機容量從100GW到650GW不等。而如此大的范圍是由多種因素驅動的，包括儲能系統(tǒng)的成本、天然氣價格和可再生能源成本上升。
即使是最保守的情況，與到2020年累計部署23GW的儲能系統(tǒng)相比，裝機容量也將增加5倍，其中大部分是抽水機。

值得注意的是，即使沒有額外的碳減排政策，可再生能源和儲能系統(tǒng)也將被大量部署，這表明它們作為提供能源和容量服務的資源，成本競爭力越來越強。

在一個重要但不完全的脫碳模擬情景中，與2005年相比，美國電力部門的碳排放減少了46%至82%，到2050年，美國的可變可再生能源（VRE）在總裝機容量中的份額達到43%至81%。

在與太陽能發(fā)電設施固有的協(xié)同作用的驅動下，通常采用持續(xù)時間為4至6小時的存儲系統(tǒng)，但持續(xù)時間較長的存儲系統(tǒng)通常會在后期的建模中部署。

 

 

鋰離子電池儲能系統(tǒng)將引領儲能市場的份額

未來儲能市場發(fā)展預測，公用事業(yè)規(guī)模的電池儲能系統(tǒng)和其他儲能技術的成本，推動大部分的預期增長確定在裝機容量。

預計短期內(nèi)部署的大部分固定式儲能系統(tǒng)是電池儲能系統(tǒng)，特別是鋰離子電池儲能系統(tǒng)。鋰離子電池儲能系統(tǒng)在儲能市場的主導地位，至少在短期內(nèi)是由其在多個市場的增長所推動的，包括消費電子和固定式儲能應用，以及電動汽車。

圖中顯示了一個鋰離子電池組的歷史和未來成本的例子，顯示了近年來儲能系統(tǒng)成本的快速下降。該圖還顯示，絕大多數(shù)的電池都用于交通應用，這可能是電池技術發(fā)展和電池成本下降的最重要的驅動力。

使用公用事業(yè)規(guī)模的電池存儲系統(tǒng)的各種未來成本預測來評估整體系統(tǒng)成本，包括逆變器、系統(tǒng)平衡和安裝。

 

 

在過去的十年里，鋰離子電池的成本已經(jīng)下降了80%以上，并且在電動汽車需求的推動下，基于持續(xù)的生產(chǎn)規(guī)模，預計將繼續(xù)下降。

 

 

公用事業(yè)級電池儲能系統(tǒng)的參考方案預計將繼續(xù)降低成本。左側以美元/千瓦時（存儲容量）為基礎衡量成本，右側以美元/千瓦（安裝容量）為基礎衡量成本。預測中假設一個60MW的電池存儲項目

左邊的曲線顯示了儲能系統(tǒng)的儲能容量（千瓦時）的總成本，這是儲能市場上常用的衡量標準。這就是儲能系統(tǒng)安裝的總成本。對于固定式儲能應用，還包括與電力相關的成本（存儲和轉換相關）和與能源相關的成本（存儲介質）。

與電有關的成本一般不隨持續(xù)時間增加，也就是說，2小時的儲能系統(tǒng)和10小時的儲能系統(tǒng)的成本是一樣的，這就是儲能容量（千瓦時）成本隨持續(xù)時間增加 而減少的原因。電量和持續(xù)時間的成本細分如圖所示。

右邊的曲線顯示了裝機容量（千瓦）的成本，這是衡量公用事業(yè)部門使用的傳統(tǒng)發(fā)電設施的成本。通過這一措施，其成本隨著持續(xù)時間的增加而增加。

隨著持續(xù)時間的增加，電池成本是電池儲能系統(tǒng)的一個主要組成部分。隨著電池成本的下降，持續(xù)時間較長的電池儲能系統(tǒng)比持續(xù)時間較短的電池儲能系統(tǒng)的總體成本下降得快。

 

雖然近年來在儲能市場上部署的大部分儲能系統(tǒng)是電池儲能系統(tǒng)，但隨著成本的下降或長期儲能價值的提高，各種儲能技術都可能進入儲能市場。

該圖總結了15種不同類型的儲能系統(tǒng)和處于不同商業(yè)化階段的儲能技術的資本成本估算。為了得出總成本，安裝容量相關的成本（X軸）乘以小時數(shù)（持續(xù)時間），再加上電力相關成本（Y軸）。

還描繪了這種關系的成本區(qū)域，它可能或多或少地適用于短期或長期應用。以電池儲能系統(tǒng)為基準，藍線代表儲能市場中替代技術在商業(yè)化后更具成本效益的部分。

需要注意的是，對于大多數(shù)儲能技術來說，這些電力和能源相關部分的區(qū)分并不是絕對的，而且可能很難區(qū)分這些部分。圖4中沒有考慮到許多其他重要因素，包括充放電往返效率和潛在的選址限制。

由于電力和能源相關成本之間的差異，某些技術可能更適合基于所需時間的不同儲能應用。低功率技術成本（但高能源成本）可能更適合短期應用，而功率相關成本較高但能源相關成本較低的設備在長期應用中可能更具競爭力。

隨著儲能市場電網(wǎng)的發(fā)展，長期應用可能會發(fā)揮越來越大的作用，這可能會增加采用更多儲能技術的機會。最左邊的區(qū)域包含能源相關成本非常低的技術（利用地下洞穴或水庫），很適合季節(jié)性儲能系統(tǒng)的應用。

總體而言，電池儲能系統(tǒng)目前在儲能市場上占主導地位，但其他儲能技術在未來可能會繼續(xù)改進。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和儲能作用的變化，其他技術如果能在成本上與電池儲能競爭，可能會有新的儲能市場機會。

 

 

各種儲能技術的儲能容量成本（美元/千瓦時）與裝機容量成本（美元/千瓦）。與裝機容量相關的成本低但與儲能容量相關的成本高的儲能技術可能更適合短期儲能應用，而在儲能市場上與裝機容量相關的成本高而與儲能容量相關的成本低的儲能技術在長期儲能應用中更具競爭力。隨著技術的發(fā)展和商業(yè)化，預期的成本可能會改變

 

固定容量的能力是儲能市場部署的競爭動力

擴大儲能在電力系統(tǒng)中的作用的框架，討論了儲能系統(tǒng)在公用事業(yè)規(guī)模儲能部署的四個階段所提供的多種價值來源。

固定容量： 滿足電力系統(tǒng)高峰期的用戶需求，取代傳統(tǒng)發(fā)電設施（如天然氣發(fā)電設施）的容量。

能源時間轉移： 在低凈需求時期儲存價格較低的電力，在高凈需求時期釋放電力。這包括避免無法使用的可再生能源發(fā)電。

運行儲備： 對隨機變化和中斷引起的供需不平衡的快速反應。幾種儲備類型包括頻率調(diào)節(jié)和應急儲備。

避免改造或升級輸電設施： 通過在受限地區(qū)部署儲能系統(tǒng)，抵消或減少升級或改造輸電設施的需要，在電力充足時充電，并在當?shù)剌旊娤到y(tǒng)接近或達到最大電力容量時放電。

儲能系統(tǒng)可以在同一時間或不同時間提供多種服務（通常被稱為 “價值疊加”）。為了確定這些服務在不斷發(fā)展的儲能市場電網(wǎng)中的相對價值，研究中模擬了各種場景，儲能系統(tǒng)被激活或停用，以提供單獨或組合的儲備、容量和轉移時間的能力。

雖然傳輸延遲的價值很重要，但它很難相互隔離，而且具有很強的區(qū)域性，所以沒有試圖隔離傳輸延遲的價值。

 

 

圖中顯示了一個使用參考案例，限制儲能系統(tǒng)所能提供的服務顯示，為了實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的最大潛力，容量服務比能量時移或運行儲備更重要。該數(shù)字沒有考慮到與傳輸有關的利益的影響，這些利益很重要，但非常區(qū)域性。

到2050年，美國儲能市場將部署約200GW的儲能系統(tǒng)。當只提供能源時移服務時，它實現(xiàn)了30%的 “所有四種服務 “的潛力。然而，如果儲能系統(tǒng)只提供固定容量并具有經(jīng)濟價值，可能會部署150GW的儲能。

提供運行儲備服務只會增加相對較少的部署，部分原因是所需的運行儲備有限，以及主要為提供容量和時移服務而部署的儲能系統(tǒng)導致的儲備需求飽和。

總的來說，這表明儲能系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定的存儲容量，并抵消常規(guī)發(fā)電滿足峰值需求的需要，這對于充分發(fā)揮其潛力至關重要。儲能系統(tǒng)提供固定容量的實際能力主要取決于其持續(xù)時間及其與部署區(qū)域內(nèi)凈負荷峰值持續(xù)時間的相關性。

凈負荷峰值的持續(xù)時間受到各種因素的影響，包括太陽能和增量儲能的部署。

 

儲能不是唯一的靈活性選擇

提高電力系統(tǒng)的靈活性，滿足峰值需求，并幫助解決儲能市場中凈需求增加的變異性，這種能力通常以靈活的供應曲線的形式表示。圖中提供了這個概念的一個例子，說明了可以提供靈活性服務的資源。

從歷史上看，儲能被認為是在儲能市場上增加電網(wǎng)靈活性的最昂貴的選擇之一。然而，成本下降可能會改變它在彈性供應曲線上的相對位置。

必須強調(diào)的是，儲能只是能夠為儲能市場電網(wǎng)提供靈活性的幾種資源之一，以更好地調(diào)整發(fā)電供應與電力需求。

 

 

具有成本效益的去碳化需要考慮所有的資源，包括最終使用的電力需求中基本未開發(fā)的潛在靈活性。靈活的需求可以通過各種機制實現(xiàn)，從價格信號到分布式能源的集中，再到靈活的電動汽車充電?？梢蕴峁┰S多與儲能系統(tǒng)相同的服務，包括減少峰值凈需求和改變可變發(fā)電的時間。

 

 

該圖顯示了儲能市場的需求和儲能系統(tǒng)在電力行業(yè)的巨大利用潛力。圖中第1欄和第3欄提供了基本情景下的結果。

第2欄和第4欄假設有額外的需求響應部署，以評估其對儲能系統(tǒng)和整體投資決策的影響。在這些情況下，靈活的需求減少了對能源的總體需求和能源時間轉移的價值。

因此，儲能部署有所減少，特別是在儲能系統(tǒng)成本適中的情況下，突出了靈活需求和儲能系統(tǒng)之間的潛在競爭。

需要進行更多研究，以充分了解儲能市場中需求響應部署的潛在機會。考慮實施成本、社會接受度、凈高峰期的可用性（可能隨著可變發(fā)電量的增加而變化）以及實施機制。

雖然儲能系統(tǒng)可能會越來越多地與靈活需求等資源競爭，但最低成本的脫碳需要分析一系列的靈活性選項，這些選項可以幫助實現(xiàn)可再生能源和其他清潔能源。

隨著對負荷靈活性和響應性的需求增加，到2050年，無論儲能市場是否有高的需求響應，對于低可再生能源//電池成本的情況下，儲能市場的容量需求將減少。

 

 

太陽能發(fā)電設施部署的增加表明凈負荷高峰期的持續(xù)時間更短

該圖說明了加州高峰期每日凈負荷的變化，太陽能發(fā)電對年度負荷的貢獻從0%增加到20%。

在幾乎所有從中午到晚上出現(xiàn)需求高峰的地方，增加部署太陽能發(fā)電設施的一個關鍵后果是減少了凈負荷高峰期的持續(xù)時間。

這減少了提供固定容量所需的儲能系統(tǒng)時間（因此也減少了成本），這是價值的一個主要來源。

 

 

太陽能發(fā)電設施部署的增加表明儲能系統(tǒng)提供固定容量所需的時間較短

圖中說明了隨著太陽能發(fā)電設施裝機容量的增加，儲能系統(tǒng)的運行如何隨凈負荷而變化。上面的曲線顯示了2020年模擬條件下美國儲能市場白天平均儲能充放電的概況，儲能系統(tǒng)主要在夜間充電，這與最低凈負荷水平相對應。

底部面板顯示了2030年儲能市場模擬條件下的結果，太陽能發(fā)電的部署大量增加。儲能系統(tǒng)充電的大部分時間將轉移到中午，與多余的太陽能電力的可用性相吻合。

在儲能系統(tǒng)價值方面，最重要的變化發(fā)生在放電模式。在2020年儲能市場的夏季高峰期，為了延長放電時間，儲能系統(tǒng)必須以部分裝機容量運行，從而降低其滿足電力系統(tǒng)峰值需求的能力。

在2030年的儲能市場中，由于太陽能發(fā)電帶來的短暫高峰期，儲能系統(tǒng)可以在全部裝機容量下放電。

 

 

作為太陽能貢獻函數(shù)曲線的晝間儲能峰值容量潛力（長達12小時）（左）和作為太陽能發(fā)電貢獻曲線的晝間能源時間轉移潛力（右）。

峰值凈負荷模式的變化增加了儲能系統(tǒng)滿足峰值需求的潛力，并增加了能源時間轉移的機會。該圖顯示了美國每年白天儲能（<12小時）在每種情況下提供峰值容量的潛力，繪制成與太陽能發(fā)電貢獻的函數(shù)。

這條曲線代表了儲能系統(tǒng)的容量，可以在儲能市場的高需求期可靠地提供固定容量，并可能取代傳統(tǒng)的峰值容量。相對于2020年的水平，美國儲能市場系統(tǒng)滿足峰值需求的潛力增加了一倍，太陽能發(fā)電量占35%。

由于許多地區(qū)的峰值凈負荷轉移到了太陽能發(fā)電能力較低的冬季，這最終趨于平緩。

隨著太陽能發(fā)電設施和太陽能電池在儲能市場的部署增加，也增加了儲能提供時間轉移的潛力，如圖所示。

風力發(fā)電和晝夜儲能之間的關系不太相關，因為風力發(fā)電模式在一天中的表現(xiàn)并不一致，而風力發(fā)電和儲能系統(tǒng)容量之間的協(xié)同作用發(fā)生在較長的時間段內(nèi)。

風力發(fā)電與儲能系統(tǒng)提供傳輸效益的能力之間也有重要關系，這使得儲能系統(tǒng)與風力發(fā)電之間的整體互動比儲能系統(tǒng)與太陽能發(fā)電設施之間的互動更加復雜。

隨著可再生能源在電力系統(tǒng)中的作用增加，儲能的價值和機會增加，轉化為儲能部署的增加。

 

 

儲能系統(tǒng)容量與可再生能源貢獻率的關系

該圖顯示了在一系列假設和約束條件下，多個研究場景下的儲能市場總容量與可再生能源貢獻的函數(shù)?？偟膩碚f，這些研究考慮了200多個場景，可再生能源的貢獻率從20%到100%不等，顯示了可再生能源發(fā)電設施和儲能市場系統(tǒng)在大量場景中部署的密切關系，這些場景有不同的假設和約束。

在未來幾十年的儲能市場中，分布式（用戶側）太陽能發(fā)電設施和電池儲能系統(tǒng)系統(tǒng)的采用將如何發(fā)展。NREL分布式發(fā)電儲能市場需求模型的新特點。

據(jù)預測，到2050年，美國儲能市場的客戶將使用太陽能發(fā)電設施來部署電池儲能系統(tǒng)。總的來說，在所研究的這些情景中，描述了用戶側儲能系統(tǒng)的未來儲能市場潛力，并確定了采用的關鍵驅動因素。

在所有研究情景中，與太陽能發(fā)電設施一起部署的分布式電池儲能系統(tǒng)具有巨大的經(jīng)濟潛力，在美國部署的電池儲能系統(tǒng)的部署規(guī)模將在85GW/170GWh到244GW/490GWh之間。

但由于投資回收期長，用戶采用的潛力要低得多。較低的電池成本和較高的備用電源價值在建模中增加了客戶的采用。

 

 

預計分布式儲能系統(tǒng)在儲能市場的采用率會隨著時間的推移而增加，如果太陽能發(fā)電設施成本降低，采用率會大幅增加。

太陽能發(fā)電設施成本的降低也會大大影響太陽能加儲能項目的部署和采用，此外，儲能系統(tǒng)的部署可能與太陽能發(fā)電設施的成本降低呈非線性關系。

除主要情景外，還評估了具有突破性（非常低）太陽能發(fā)電設施成本預測和低電池成本的情景。在這種情況下，預計采用分布式電池儲能系統(tǒng)將超過40GW（82GWh）。

 

隨著部署的增加，儲能系統(tǒng)的持續(xù)時間可能增加

在提供固定容量的過程中，決定儲能系統(tǒng)成本儲能市場競爭力的一個關鍵因素是確定所需的最低持續(xù)時間。在美國大部分地區(qū)，當?shù)氐膬δ苁袌鲞\營商已經(jīng)確定4小時的持續(xù)時間足以滿足夏季高峰期的電力需求。

隨著儲能市場部署的增加，凈高峰負荷期的持續(xù)時間將增長，需要更多的儲能能力（持續(xù)時間更長）來供應電力。該圖顯示了在參考2050年儲能市場部署情況下，不同數(shù)量的儲能系統(tǒng)在為期三天的需求高峰期的凈儲能市場需求。

它還顯示了儲能市場安裝能力增加或減少時的凈需求。儲能系統(tǒng)部署水平的提高擴大了高峰期，從而增加了提供固定容量和繼續(xù)減少凈峰值需求所需的儲能能力。

 

 

隨著儲能部署的增加，凈負荷高峰期也在擴大，需要更長的儲能系統(tǒng)來確保穩(wěn)定的電力供應

增加太陽能發(fā)電設施的部署可以幫助抵消這種影響。然而這種好處是有限的，因為在某些情況下，較短期限的儲能系統(tǒng)預計會被降級（這也意味著價值較低），這為儲能市場部署較長期限的儲能系統(tǒng)提供了額外的激勵。

 

 

儲能系統(tǒng)部署的平均持續(xù)時間隨著儲能系統(tǒng)總裝機容量的增加而增加，最高可達約200GW

該圖顯示了新儲能系統(tǒng)的平均部署時間與參考電池成本變化的儲能市場總容量。最初的部署主要是2-4小時的儲能系統(tǒng)，這是由于它們主要發(fā)生在夏季較短的下午高峰期。

隨著太陽能發(fā)電設施部署的規(guī)模效應的討論，這些高峰時間被保持下來。儲能系統(tǒng)的持續(xù)時間需要增加，以滿足更長持續(xù)時間的高峰期。

這為持續(xù)時間較長的新興技術或現(xiàn)有的長持續(xù)時間儲能技術（如抽水式發(fā)電設施）提供了更多的儲能市場機會。

 

季節(jié)性儲能系統(tǒng)技術尤為重要

評估儲能市場的重要但不完整的脫碳情景。然而，這些情景以及相關工作中評估的情景指出，隨著電力系統(tǒng)轉向非常高的可再生能源貢獻率（超過90%的可再生能源），多日或季節(jié)性儲能系統(tǒng)有可能發(fā)揮作用。

 

 

可再生能源供應和電力需求的季節(jié)性錯配表明季節(jié)性儲能系統(tǒng)的潛在機會。上圖顯示夏季大量使用熱能儲存系統(tǒng)，而下圖中春季熱能儲存系統(tǒng)的應用則很少。

在夏季風力輸出相對較低和冬季太陽能輸出相對較低的時期，熱儲能資源被大量使用。

由于一年中大部分時間電力供應飽和，可再生能源和晝夜儲能滿足這一需求的能力下降，如下圖所示的減少量。

儲能市場上任何額外的晝夜儲能系統(tǒng)在一年中的大部分時間都處于閑置狀態(tài)，降低了其成本效益。季節(jié)性儲能系統(tǒng)可以提供一個經(jīng)濟的替代方案，在春季和秋季儲存多余的發(fā)電量，并將其轉移到夏季和冬季。

圖中顯示了儲能市場中另一組案例的結果，評估了100%清潔能源的情況。在這些案例中，季節(jié)性儲能系統(tǒng)被模擬為使用氫氣等可再生燃料的燃氣輪機形式。

在這些情況下，大量（400 GW以上）的季節(jié)性儲能系統(tǒng)被部署，證明了擁有一種能夠克服可再生能源發(fā)電和電力需求系統(tǒng)的季節(jié)性不匹配的技術的價值。其他季節(jié)性儲能系統(tǒng)技術如果在成本上有足夠的競爭力，也可以發(fā)揮這種作用。

 

 

結論

雖然表明在儲能市場上部署的儲能系統(tǒng)的裝機容量預計到2050年將增加5倍，但仍有一些不確定因素可能會改變本研究中確定的儲能市場的裝機容量增長和演變軌跡。其不確定性包括：

 

儲能系統(tǒng)的增長和補償

在各種電網(wǎng)演變方案下，儲能系統(tǒng)的大量部署。即使沒有脫碳政策，儲能作為一種新的調(diào)峰能力來源也是非常有競爭力的，許多儲能市場預測都指出了顯著的增長。

然而，仍然必須認識到，技術或政策的變化可能會影響儲能系統(tǒng)的增長。盡管在過去十年中，監(jiān)管框架發(fā)生了重大變化，但儲能仍然是一項具有挑戰(zhàn)性的技術，要對其進行適當?shù)脑u估和補償，特別是在重組的市場中。如果儲能系統(tǒng)沒有得到公平的補償，可能會導致儲能市場的次優(yōu)部署。

 

技術演變

近年來，鋰離子電池儲能系統(tǒng)在儲能系統(tǒng)市場中占主導地位。然而，為了改善其他儲能市場技術，已經(jīng)進行了大量的研發(fā)工作。多種儲能市場技術可能與鋰離子電池儲能系統(tǒng)競爭。

特別是對于持續(xù)時間較長的儲能市場應用。利益相關者可以通過考慮新興技術的未來機會和現(xiàn)有技術的下一代，如抽水式水電設施，而獲益。

 

儲能系統(tǒng)作為容量資源

儲能系統(tǒng)作為容量資源的重要性。這一價值以及儲能部署取決于對儲能系統(tǒng)的適當估值和補償–這有賴于反映儲能系統(tǒng)隨著儲能和可再生能源部署的增加而提供穩(wěn)定容量的市場規(guī)則。其規(guī)則可以說明基于邊際價格的市場對收入的影響，以確保其足以支持儲能系統(tǒng)的最佳安裝容量。

 

靈活負載的作用

為了在儲能市場上以最低的成本實現(xiàn)電力部門的脫碳，利用各種靈活的資源仍然很重要，其中一些可能比儲能的成本低。更好地描述需求響應、靈活負載的實際貢獻潛力和成本，對于更好地了解儲能系統(tǒng)的市場機會至關重要。

 

 

儲能系統(tǒng)和可再生能源

隨著電網(wǎng)脫碳目標的提高，儲能系統(tǒng)是部署清潔發(fā)電的重要使能技術。白天的儲能和太陽能發(fā)電設施之間有很大的協(xié)同作用，但由于一些因素，這可能會改變。

潛在的大規(guī)模供暖電氣化可能會將美國大部分地區(qū)的高峰負荷轉移到冬季，這將產(chǎn)生更長的需求高峰，使儲能和太陽能發(fā)電更難滿足市場需求。

這種轉變可能會增加風力發(fā)電和長期儲能系統(tǒng)的價值。成本較低、持續(xù)時間較長的儲能系統(tǒng)及其提高傳輸利用率的能力，也可能為風力渦輪機電池和儲能系統(tǒng)帶來更多的儲能市場協(xié)同機會。

 

分布式儲能系統(tǒng)

分布式儲能系統(tǒng)在所有儲能市場研究方案中都有巨大的經(jīng)濟潛力，但客戶可能只有在獲得較快的投資回報時才愿意購買。新興的價值流和不斷發(fā)展的分布式能源的補償機制可以激勵更多的采用。

此外，電氣化可能對儲能市場中的系統(tǒng)采用產(chǎn)生積極或消極的影響。例如，在冬季停電期間，大規(guī)模轉為電加熱可以大大增加建筑物內(nèi)擁有備用電源的價值。

相反，越來越多的電動汽車的采用及其提供備用電源的潛力可能會限制分布式儲能系統(tǒng)的采用。為了了解這些細微差別，需要對這一領域的客戶行為進行更多研究。

 

不斷發(fā)展的儲能系統(tǒng)的持續(xù)時間

顯示了儲能市場的總體趨勢，鑒于其滿足夏季高峰需求的能力，儲能系統(tǒng)的持續(xù)時間不斷增加。4小時儲能系統(tǒng)的初始價值很高，然而隨著儲能系統(tǒng)部署的增加，更長的持續(xù)時間一般會變得更有競爭力。

盡管這一趨勢是由多種因素驅動的，例如，它甚至可以抵消短期儲能系統(tǒng)的容量價值。持續(xù)時間較長的儲能系統(tǒng)可以提供額外的服務，如電網(wǎng)彈性或為新的傳輸提供補充或替代。

 

 

季節(jié)性儲能系統(tǒng)的作用

隨著電力系統(tǒng)接近100%的清潔能源，儲能可以發(fā)揮越來越重要的作用，而且它可以在轉型的電力系統(tǒng)中發(fā)揮多種作用。關鍵的季節(jié)性儲能技術涉及工業(yè)或交通領域各種應用的可再生燃料的生產(chǎn)和儲存。

因此，季節(jié)性儲能系統(tǒng)可以與其他應用分享基礎設施成本。這些季節(jié)性儲能技術的成本以及與效率有關的權衡，以及與較短持續(xù)時間的儲能系統(tǒng)的時間互動，需要進一步研究。