中國儲能網訊：儲能（電池和其他儲存電力的方式，如抽水蓄能、壓縮空氣儲能或熔鹽儲能）通常被譽為一種“綠色”能源技術，這是實現(xiàn)更多可再生能源和減少溫室氣體排放的關鍵。
但儲能也有一個“秘密”，那就是有可能碳排放量更高。美國采用的儲能就是這種方式，儲能技術可能需要采用更多的化石燃料能源，并有著更高的碳排放。但如果美國沒有部署任何儲能設備，那么當今的碳排放量比現(xiàn)在還要高。
無論如何，這不是儲能技術所固有的特點。如果進行戰(zhàn)略性地部署，儲能系統(tǒng)可以使電網更加靈活，使用更多可再生能源，減少碳排放。但其前提是進行戰(zhàn)略性部署，但通常沒有實施。
就其本身而言，儲能技術既不干凈也不骯臟，它是中性的，并且有助于提高化石燃料發(fā)電廠的收入，也將采用更多的清潔能源。如果政策制定者想要將其作為實現(xiàn)清潔能源的工具，他們需要意識到其特性，并更加智能地進行部署。
鋰離子電池成本將會越來越低并且應用更加普遍
為什么儲能會增加排放量
圍繞儲能的學術研究越來越多，羅切斯特理工學院的Eric Hittinger和Carnegie Mellon的InêsAzevedo在《環(huán)境科學與技術》雜志發(fā)表了關于其排放效果的論文。
Hittinger和Azevedo在其全國范圍內對能源結構和能源價格進行建模，確定了當今美國各地部署的儲能系統(tǒng)幾乎都會增加排放。這個結果讓人驚訝。
作為背景，重要的是要了解雖然儲能可以為電網提供廣泛的服務，但現(xiàn)在它主要用于能源套利，就是在電力價格低廉時存儲電能（通常在晚上），并且在價格高昂時（通常在白天）釋放電能。因此，Hittinger和Azevedo研究的模型就是能量套利。
為套利目的而部署的儲能增加排放有兩個原因：
（1）儲能提高了它所吸收電能的價值，并且在放電時降低它所消耗能源的價值。如果它所吸收的電能比它所釋放的電能更具碳密集性的話，那么儲能將具有增加整體能源組合的碳強度的效果。
例如，電池組吸收燃煤電廠在夜間生產的廉價電力，然后在白天釋放，與天然氣聯(lián)合循環(huán)（NGCC）發(fā)電廠進行競爭。其凈效應將有利于煤炭發(fā)電廠針對天然氣發(fā)電廠的競爭，從而增加凈排放量。
（2）儲能也會有能量損失。儲能通常都有“往返效率”，也就是它釋放的電能相對于存儲的電能的比率，這取決于儲能技術，其范圍從40％到90％。
在此采用一個相對樂觀的假設，即鋰離子電池效率為80％。每存儲1兆瓦時，就會釋放0.80兆瓦時。這意味著，儲能系統(tǒng)向客戶提供1兆瓦時的電能需要獲得1.25兆瓦時的電能。存儲的電能越多，則需要存儲的電能就越多，以補償往返損失。
如果為彌補損失而增加的發(fā)電量比儲存釋放的電能更加耗費化石燃料的話，其凈排放量就會增加。
即使電池儲能采用零排放可再生能源，也不會增加或減少總發(fā)電量，這只是一種電能遷移。如果煤炭發(fā)電廠的電能輸入以覆蓋儲存的可再生能源的電力，它仍然可能增加凈碳排放。
在堪薩斯州部署儲能的經驗教訓
儲能不增加排放量比較困難
將這兩種效應加在一起就會遇到困難：為了避免增加排放，儲存的電能比釋放的電能更少，這是不夠的，它必須減少碳密集度。Hittinger表示：“假設儲能效率為80％，儲能為了達到碳排放的收支平衡，存儲電能的來源必須來自清潔能源，并且要高出20％，而這只是為了碳排放的收支平衡?！?
這些條件可以得到滿足，在碳排放方面，天然氣聯(lián)合循環(huán)(NGCC)發(fā)電廠與天然氣發(fā)電廠相比，清潔度提高20％以上，與煤炭發(fā)電廠相比，清潔度提高50％。當然，100％的可再生能源更清潔，但它目前在美國并不是很普遍。
而2017年在住宅儲能層面與太陽能電池板配對的儲能研究中，也發(fā)現(xiàn)了大致相同的結果：在所有條件相同的情況下，住宅儲能系統(tǒng)增加了凈能耗和凈碳排放。
從理論上來說，隨著電網變得更加綠色，儲能的排放增強效應將會下降。但他們必須變得更加環(huán)保。在另一篇論文中，Hittinger及其同事對可再生能源不斷增加的電網儲能效應進行了模擬。他們發(fā)現(xiàn)，在煤炭發(fā)電比重大的美國中西部地區(qū)能源市場，其風能和太陽能的發(fā)電量必須達到總發(fā)電量的18％，才會開始減少碳排放量。這還是在天然氣價格偏低的情況下，如果天然氣價格上漲，則需要更長的時間。
這里有一個例外：如果存儲可再生能源，那么儲能顯然會減少凈排放量。而這在美國并不常見，但隨著可再生能源的增長，這能會變得更加普遍。
政策制定者部署儲能的正確方法
目前，通過像加利福尼亞州的儲能要求或最近決定使可再生能源附加儲能符合美國聯(lián)邦稅收抵免的措施，公共事業(yè)的政策對儲能開始大力支持，但這些政策鼓勵儲能部署，卻沒有考慮時間或地點。
至少就目前情況而言，這對碳排放產生了重要影響。Hittinger和Azevedo估計，如今美國的儲能系統(tǒng)每兆瓦時的二氧化碳排放量為104至407千克，這取決于地理位置和邊際能源價格。相比之下，美國天然氣發(fā)電廠約為500千克/兆瓦時，美國燃煤工廠約為950千克/兆瓦時。
令人高興的是，美國政策創(chuàng)新研究所（IPI）剛剛發(fā)布了一份主題為“管理儲能的未來”白皮書。它涵蓋了Hittinger等研究人員的的研究內容，表明儲能可能增加排放，并討論了三個改革目標。它們都以這樣或那樣的方式構建了一個能夠高效準確地評估儲能不同特征的市場。
這份報告對如果沒有采取適當?shù)恼撸瑑δ軐⑷绾螌嶋H增加溫室氣體排放進行解釋。
（1）最大化利潤
最好的辦法是尋求最大化利潤的儲能所有者將儲存最便宜的能源，并取代任何最昂貴的能源，而不用擔心碳排放。第二個好辦法是將某種碳價格納入?yún)^(qū)域能源市場，這需要州級監(jiān)管機構，區(qū)域市場經理和公用事業(yè)公司之間的協(xié)調。第三個好辦法是在國家能源采購政策中采用更好的成本效益分析，可以考慮建筑和運營中的碳排放。還有第四個辦法，即將碳實際價格楔入市場的方法。
（2）消除儲能的進入障礙
管理區(qū)域能源市場的規(guī)則和補償方案通常圍繞具有與儲能不同特征的資源進行設計，清除各種人為障礙，提供技術上能夠提供的服務。
美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）在今年2月通過了新的儲能規(guī)則，在這方面向前邁出了一大步，該規(guī)則要求管理區(qū)域能源市場的獨立系統(tǒng)運營商ISO和區(qū)域輸電組織(RTO)改革其關稅，以允許儲能參與能源市場、容量市場和“輔助服務”市場（電壓和頻率調節(jié)等）的競爭。
關于儲能規(guī)則還有很多未解決的問題，還有很多其他工作要做，以確保市場對不同的參與者開放，但是美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）至少已經開始行動。
儲能對消費者和電網有許多好處。調查報告顯示了如何通過智能政策實現(xiàn)這些目標。
（3）使儲能從多個價值流中獲利
儲能可以做的不僅僅是套利。它可以緩解電網擁塞，充當容量，并有助于避免配電系統(tǒng)升級的需要。實際上，儲能是也是能源技術的一種多功能的“瑞士軍刀”，它可以同時為不同的客戶提供不同規(guī)模的一系列服務。
一個復雜因素就是儲能可能加入由FERC管理的由州和受電力市場支配的零售電力市場。這意味著美國聯(lián)邦政府和各州必須合作確保儲能得到充分補償，但不能對任何單一服務進行雙重補償。
美國政策創(chuàng)新研究所（IPI）專注于紐約的“價值堆棧”方法，該方法試圖分解儲能提供的價值流并對每一個服務進行補償。
分解方法允許儲能參與多個市場并從多個不同實體獲得補償，這具體取決于其位置。
其他的能源市場還有很長的路要走，但美國各州正在努力爭取分布式能源的補償，并且正在進行大量的實驗，因此正在邊實踐邊學習。
（4）獎金政策思路
此列表僅涉及儲能策略的表象。
在另一篇論文中，Hittinger和Azevedo建議修改美國聯(lián)邦投資稅收抵免（ITC）政策，以支持可能被縮減的可再生能源配套的儲能系統(tǒng)。這是幾十個政策建議之一，這些可以在美國儲能協(xié)會2017年的報告中找到，該報告為各州決策者提供了詳細的選項菜單。此外，還可以參閱州際可再生能源委員會（IREC）的2017年報告或全國州長協(xié)會（NGA）的2016年報告。
政策制定者在部署儲能方面需要更加明智
儲能是清潔能源之謎的關鍵部分，但它不是一個不合格的產品。而如今普遍采用的部署方式有些粗糙，只是參與能源套利，在沒有對碳定價的市場中，它只會導致碳排放量增加。
Hittinge表示，發(fā)展儲能市場的正確方法是將可再生能源從困境中拯救出來，讓儲能的需求決定其增長。通過輸電建設、智能電網改進和市場改革的任何組合，仍有可能最終需要比人們需要更少的儲能。而市場將決定應該在何時和何地部署儲能。
特斯拉公司在澳大利亞的電池儲能部署取得良好的效果
如今，幾乎所有人都認同使用儲能系統(tǒng)至關重要。而儲能作為一種具有混合和復雜效應技術需要合理部署，這似乎正是市場所擅長解決的問題。
因此，需要建立一個重視碳排放、容量、電壓調節(jié)以及儲能可以提供的所有其他服務的市場，降低進入門檻，制定透明規(guī)則，讓尋求利潤的公司解決這個問題。（本稿件由中國儲能網獨家編譯，如需轉載請注明來源，違者必究）
