美國能源部國家可再生能源實驗室 (NREL) 在其存儲未來系列中發(fā)布了第六篇《廣泛存儲部署對電網(wǎng)運營的影響》一文。
該文章旨在分析儲能對電網(wǎng)的一些影響，在2050年向五個獨特的情景發(fā)展。分析的情景包括參考情景，情景假設(shè)等，NREL檢查了以下四種情況：
低成本電池
低成本光伏
高天然氣成本和低成本電池方案
零碳
如上表 A-1 所述，參考情景也包括大量風(fēng)能和太陽能——分別占美國全部電力的20.4%和28.8%。
在高天然氣/低電池成本情景中，五種情景中的太陽能光伏發(fā)電預(yù)測范圍從 28.8%的低點到46%的高點不等。
值得注意的是，零碳路徑預(yù)測太陽能發(fā)電總量在五種情景中排名第三，為 33.4%。在這種情況下，太陽能與最高風(fēng)量相輔相成，為37.3%。
儲能發(fā)電容量從213GW到932GW不等，平均持續(xù)時間從4.7到6.5小時不等。
下圖顯示了隨著時間的推移，可以看到到2040年安裝的電池壽命最長，而且產(chǎn)品總量最高。
在94%的可再生電力零碳情景中，電池的總存儲量從1.3TWh到6TWh。幾年前，另一組研究人員認為，美國可以通過大約5.4TWh的儲能達到80%的風(fēng)能和太陽能。
該文指出，因為風(fēng)能和太陽能一直在運行，并且需要滿足電網(wǎng)需求，導(dǎo)致全年幾乎每天24 小時都有大量棄用風(fēng)能和太陽能的現(xiàn)象，電池的實際使用量低于其他情況。
此外，隨著可再生能源數(shù)量的增長，由于太陽能的日常可預(yù)測性，儲能的充電需求與太陽能發(fā)電曲線最為一致。而風(fēng)力發(fā)電通常會連續(xù)數(shù)天過度發(fā)電，遠遠超過本文考慮的每小時儲能持續(xù)時間。
可預(yù)期的是，盡管儲能的容量在所有場景中都相對較低——實際輸出電力所耗費的時間僅為10-20%。
上圖顯示了額外的儲能如何減少化石燃料發(fā)電機啟動的次數(shù)，避免啟動大大降低了提供能源的總體成本，以及燃燒化石釋放的顆粒量。
平均而言，儲能還提高了電力利用率，這些利用率因地點而異，一些地區(qū)的電力需求量要遠大于本地供給。還可以看到，到2050年接近100%清潔能源，晝夜存儲（12 小時或更長時間的輸出）確實有越來越多的機會。但是，本文并沒有分析長期儲能。
值得一提的是，目前人們可以以略高于10億美元的價格購買價值3.08GWh 的Tesla Megapacks。以這些價格計算，6 TWh將耗資約2萬億美元。2021年美國的國內(nèi)生產(chǎn)總值約為23萬億美元。
