該實驗室的研究人員對大量部署儲能系統的場景進行了建模之后發現，到2050年，充足的儲能容量能夠使電網更加穩定安全地運營。

 

 

此外，該報告稱，在光伏發電量較低時，儲能系統滿足峰值需求的能力可以提高化石燃料發電廠的效率，甚至允許電網運營商完全避免啟動和運營化石燃料發電廠和調峰發電廠。這也將減少二氧化碳(CO2)排放和其他空氣污染物。

 

該報告是美國國家可再生能源實驗室(NREL)發布的一系列儲能未來研究(SFS)報告之一，該系列報告使用高級模型來探索儲能系統將如何影響電網，顯示了多種情景來提升儲能系統的作用，包括到2050年底美國累計部署的儲能系統裝機容量可能超過125GW，是當前裝機容量的五倍以上。報告還發現，儲能系統在滿足峰值電力需求時發揮最大價值，尤其是在光伏發電量增加并且峰值電力需求轉移到晚上的時候。

 

這份報告使用NREL的區域能源部署系統(ReEDS)模型(一種全國范圍的電力部門規劃工具)來研究2050年部署儲能系統裝機容量從213GW到932GW的未來情景。根據其數據，截至2021年，美國累計部署的儲能系統容量為23GW，其中大部分是抽水蓄能發電設施。美國能源信息署(EIA)指出，美國到2019年累計部署了1,650MW的電池儲能系統，但預計到2024年將在這個數字的10倍。報告還發現，盡管人們擔心光伏發電的可變性，但如果儲能部署水平與光伏系統的安裝水平相一致，能夠滿足峰值負荷，

 

盡管由于需要充電，儲能技術的年容量系數較低，但研究發現，在峰值需求最高的前10個凈負荷小時內，儲能技術的利用率將顯著提高，超過裝機容量的75%。研究結果表明，電池儲能系統每天都會被充分使用，并且需要在光伏發電量最高的白天充電。

 

該研究報道的主要作者、NREL研究員Jennie Jorgenson說，“在本質上，儲能技術在電力系統最需要能源和容量的高峰需求期間發揮著關鍵作用，我們發現，在2050年之前的所有情景和年份中，這一點都是一致的。”

 

此外，ReEDS模型發現，高儲能滲透率導致發電設施的整體效率更高。該模型考慮了部署660GW儲能系統的場景，然后以5%(大約33GW)的增量對其進行調整。在這種場景下，天然氣峰值發電廠啟動的燃氣輪機的數量從每天400臺(在80%儲能滲透率的參考案例中)下降到5臺。電池儲能系統的裝機容量的增長也與二氧化碳排放量和標準空氣污染物的減少相匹配。報告稱，進一步的分析可以更清楚地說明減少這些排放量減少對健康的好處。

 

報告稱，儲能系統的靈活性還允許跨區域套利，從而在輸電線路上輸送更多的電力，能夠使用成本最低的資源組合，同時還減少了某些輸電線路的擁塞。雖然直接輸電效應因為地區不同而有所不同，但分析表明，高儲能場景可能將運營規模更大的輸電資產。

 

一些電網運營商正在制定一些規則，以便將儲能系統更好地整合到電網中并允許其參與電力市場。研究結果表明，電池儲能系統和其他儲能系統在維持電力系統可靠性方面可以發揮重要作用。

 

Jorgenson說，“我們再次發現，具有大量儲能系統的未來能源系統可以成功地平衡全天候負載。”