到2050年，美國住宅、商業(yè)和工業(yè)部門的儲能電池的經(jīng)濟(jì)潛力高達(dá)每小時(shí)490千兆瓦，是今天裝機(jī)容量的300倍。但是，根據(jù)國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的最新階段的存儲未來研究，只有一小部分可以被客戶采用。

NREL技術(shù)報(bào)告《分布式太陽能和存儲前景》的主要作者AshreetaPrasanna說，通過在我們的模型中實(shí)施新的電池能力，我們能夠進(jìn)行情景比較，發(fā)現(xiàn)電池成本和備用電源的價(jià)值是分布式存儲部署的重要驅(qū)動(dòng)力。

該研究提供了首批公布的分布式電池存儲部署的估計(jì)值之一。NREL的分析團(tuán)隊(duì)還包括KevinMcCabe、BenSigrin和NateBlair，他們模擬了在幾種情況下，直至2050年美國客戶對電池儲能系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電的采用情況，，其結(jié)果有助于為技術(shù)性電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃提供信息，以獲取日益增長的分布式發(fā)電的好處并減輕其挑戰(zhàn)。

電池儲能的崛起

向分布式能源資源（DERs）的廣泛過渡正在發(fā)生。世界各地的家庭和企業(yè)正在采用DERs來降低他們的能源費(fèi)用和遏制碳排放。地方政策制定者已經(jīng)制定了雄心勃勃的能源和氣候目標(biāo)；由于氣候變化和天氣災(zāi)害，電網(wǎng)的彈性越來越受到關(guān)注；更多的社區(qū)面臨著高能源負(fù)擔(dān)。

此外，聯(lián)邦能源管理委員會第2222號令使DER能夠與傳統(tǒng)能源資源一起參與區(qū)域有組織的批發(fā)市場。

所有這些因素都促進(jìn)了DER部署的增加，包括電池。隨著電池存儲成本的下降，客戶開始將電池與分布式太陽能配對。根據(jù)WoodMackenzie的數(shù)據(jù)，到2020年底，美國的表后電池容量總計(jì)近1千兆瓦。

雖然DER為客戶和電網(wǎng)提供了許多好處，如高峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移，但將這些資源整合到電力系統(tǒng)中給電力公司帶來復(fù)雜的挑戰(zhàn)。輸電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并沒有考慮到分布式發(fā)電，預(yù)測DER的采用潛力可以提供一個(gè)了解分布式發(fā)電的窗口，并有助于為未來的電力系統(tǒng)規(guī)劃提供信息。

自下而上的建模用于自下而上的發(fā)電

NREL的開源分布式發(fā)電市場需求（dGen）模型使用自下而上、基于代理的方法和空間分辨率的數(shù)據(jù)來模擬客戶對分布式太陽能、風(fēng)能和存儲的采用。

在存儲未來研究的這個(gè)階段，該模型被修改以模擬表后電池存儲的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和市場潛力。

dGen與NREL的系統(tǒng)顧問模型（SAM）互通，該模型模擬能源技術(shù)的性能和效率，包括計(jì)算投資回收期的現(xiàn)金流分析，這是客戶決定采用某種技術(shù)的重要考慮因素。

通過與SAM的對接，dGen為美國的住宅、商業(yè)和工業(yè)實(shí)體建立了光伏加電池存儲系統(tǒng)的成本效益和客戶采用情況的模型，其中包括不同的技術(shù)成本、存儲估值、激勵(lì)和補(bǔ)償。由此得出的采用上限和下限揭示了客戶在決策中考慮最多的問題。

較低的電池成本，較高的備用電源價(jià)值推動(dòng)了部署

在所有2050年的方案中，dGen為分布式電池存儲和光伏發(fā)電建立了巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。假設(shè)電池成本適度下降和備用電源價(jià)值較低的情況下，存儲容量有114千兆瓦的經(jīng)濟(jì)潛力--比現(xiàn)在增加90倍。當(dāng)電池成本大幅降低，備用電源的價(jià)值翻倍時(shí)，經(jīng)濟(jì)潛力增加到245千兆瓦。

然而，只有7%的估計(jì)容量被客戶采用。這一差異主要是由于分布式光伏加電池存儲系統(tǒng)的投資回報(bào)期較長，2030年住宅部門平均為11年，商業(yè)部門為12年，工業(yè)部門為8年。

"估計(jì)的采用潛力轉(zhuǎn)化為不到20%的市場潛力，客戶不太愿意投資于一個(gè)需要很長時(shí)間才能盈利的系統(tǒng)。"Prasanna說。

根據(jù)具體的費(fèi)率結(jié)構(gòu)或激勵(lì)計(jì)劃，示范部署因地而異，但通常由電池成本和備用電源的價(jià)值驅(qū)動(dòng)。在全國范圍內(nèi)也有類似的趨勢，較低的電池成本和高的備用電源價(jià)值增加了部署。

光伏和電池相互推動(dòng)采用

研究中的一些發(fā)現(xiàn)表明，光伏和電池是一種經(jīng)濟(jì)的搭配。因?yàn)橐粋€(gè)平均的光伏加電池存儲系統(tǒng)比單純的光伏配置要大，電池存儲增加了光伏容量和系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在參考或基線情景下，預(yù)計(jì)2050年的年度光伏安裝總量中，約34%-40%與電池共同使用。這一比例也是由較高的備用電源價(jià)值和較低的技術(shù)成本所驅(qū)動(dòng)。

與僅有電池技術(shù)的成本降低相比，光伏和電池存儲技術(shù)的綜合成本降低推動(dòng)了更多的采用。當(dāng)兩種技術(shù)的成本都降低時(shí)，更多的客戶采用光伏加電池系統(tǒng)，在2050年部署增加106%。

Prasanna說："在dGen中開發(fā)和實(shí)施分布式存儲技術(shù)的過程中，發(fā)現(xiàn)了與表后電池存儲采用有關(guān)的額外問題和所需的研究能力。將需要對dGen進(jìn)行額外的增強(qiáng)，以探索研究問題，如預(yù)測社區(qū)規(guī)模DER和存儲容量的采用及其對配電網(wǎng)的影響，探索分布式和公用事業(yè)規(guī)模存儲之間的權(quán)衡，以及DER在支持向非碳化經(jīng)濟(jì)過渡中的作用。"