儲(chǔ)能(電池和其他儲(chǔ)存電力的方式，如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能或熔鹽儲(chǔ)能)通常被譽(yù)為一種“綠色”能源技術(shù)，這是實(shí)現(xiàn)更多可再生能源和減少溫室氣體排放的關(guān)鍵。

但儲(chǔ)能也有一個(gè)“秘密”，那就是有可能碳排放量更高。美國采用的儲(chǔ)能就是這種方式，儲(chǔ)能技術(shù)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(chǔ)能設(shè)備，那么當(dāng)今的碳排放量比現(xiàn)在還要高。

無論如何，這不是儲(chǔ)能技術(shù)所固有的特點(diǎn)。如果進(jìn)行戰(zhàn)略性地部署，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以使電網(wǎng)更加靈活，使用更多可再生能源，減少碳排放。但其前提是進(jìn)行戰(zhàn)略性部署，但通常沒有實(shí)施。

就其本身而言，儲(chǔ)能技術(shù)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(shí)現(xiàn)清潔能源的工具，他們需要意識(shí)到其特性，并更加智能地進(jìn)行部署。

鋰離子電池成本將會(huì)越來越低并且應(yīng)用更加普遍

為什么儲(chǔ)能會(huì)增加排放量

圍繞儲(chǔ)能的學(xué)術(shù)研究越來越多，羅切斯特理工學(xué)院的Eric Hittinger和Carnegie Mellon的InêsAzevedo在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志發(fā)表了關(guān)于其排放效果的論文。

Hittinger和Azevedo在其全國范圍內(nèi)對(duì)能源結(jié)構(gòu)和能源價(jià)格進(jìn)行建模，確定了當(dāng)今美國各地部署的儲(chǔ)能系統(tǒng)幾乎都會(huì)增加排放。這個(gè)結(jié)果讓人驚訝。

作為背景，重要的是要了解雖然儲(chǔ)能可以為電網(wǎng)提供廣泛的服務(wù)，但現(xiàn)在它主要用于能源套利，就是在電力價(jià)格低廉時(shí)存儲(chǔ)電能(通常在晚上)，并且在價(jià)格高昂時(shí)(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(chǔ)能增加排放有兩個(gè)原因：

(1)儲(chǔ)能提高了它所吸收電能的價(jià)值，并且在放電時(shí)降低它所消耗能源的價(jià)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(chǔ)能將具有增加整體能源組合的碳強(qiáng)度的效果。

例如，電池組吸收燃煤電廠在夜間生產(chǎn)的廉價(jià)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(jìn)行競爭。其凈效應(yīng)將有利于煤炭發(fā)電廠針對(duì)天然氣發(fā)電廠的競爭，從而增加凈排放量。

(2)儲(chǔ)能也會(huì)有能量損失。儲(chǔ)能通常都有“往返效率”，也就是它釋放的電能相對(duì)于存儲(chǔ)的電能的比率，這取決于儲(chǔ)能技術(shù)，其范圍從40%到90%。

在此采用一個(gè)相對(duì)樂觀的假設(shè)，即鋰離子電池效率為80%。每存儲(chǔ)1兆瓦時(shí)，就會(huì)釋放0.80兆瓦時(shí)。這意味著，儲(chǔ)能系統(tǒng)向客戶提供1兆瓦時(shí)的電能需要獲得1.25兆瓦時(shí)的電能。存儲(chǔ)的電能越多，則需要存儲(chǔ)的電能就越多，以補(bǔ)償往返損失。

如果為彌補(bǔ)損失而增加的發(fā)電量比儲(chǔ)存釋放的電能更加耗費(fèi)化石燃料的話，其凈排放量就會(huì)增加。

即使電池儲(chǔ)能采用零排放可再生能源，也不會(huì)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(chǔ)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(chǔ)能的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

儲(chǔ)能不增加排放量比較困難

將這兩種效應(yīng)加在一起就會(huì)遇到困難：為了避免增加排放，儲(chǔ)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(shè)儲(chǔ)能效率為80%，儲(chǔ)能為了達(dá)到碳排放的收支平衡，存儲(chǔ)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(dāng)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(chǔ)能層面與太陽能電池板配對(duì)的儲(chǔ)能研究中，也發(fā)現(xiàn)了大致相同的結(jié)果：在所有條件相同的情況下，住宅儲(chǔ)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(wǎng)變得更加綠色，儲(chǔ)能的排放增強(qiáng)效應(yīng)將會(huì)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(duì)可再生能源不斷增加的電網(wǎng)儲(chǔ)能效應(yīng)進(jìn)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(fēng)能和太陽能的發(fā)電量必須達(dá)到總發(fā)電量的18%，才會(huì)開始減少碳排放量。這還是在天然氣價(jià)格偏低的情況下，如果天然氣價(jià)格上漲，則需要更長的時(shí)間。

這里有一個(gè)例外：如果存儲(chǔ)可再生能源，那么儲(chǔ)能顯然會(huì)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(huì)變得更加普遍。

政策制定者部署儲(chǔ)能的正確方法

目前，通過像加利福尼亞州的儲(chǔ)能要求或最近決定使可再生能源附加儲(chǔ)能符合美國聯(lián)邦稅收抵免的措施，公共事業(yè)的政策對(duì)儲(chǔ)能開始大力支持，但這些政策鼓勵(lì)儲(chǔ)能部署，卻沒有考慮時(shí)間或地點(diǎn)。

至少就目前情況而言，這對(duì)碳排放產(chǎn)生了重要影響。Hittinger和Azevedo估計(jì)，如今美國的儲(chǔ)能系統(tǒng)每兆瓦時(shí)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(jià)格。相比之下，美國天然氣發(fā)電廠約為500千克/兆瓦時(shí)，美國燃煤工廠約為950千克/兆瓦時(shí)。

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(chǔ)能的未來”白皮書。它涵蓋了Hittinger等研究人員的的研究內(nèi)容，表明儲(chǔ)能可能增加排放，并討論了三個(gè)改革目標(biāo)。它們都以這樣或那樣的方式構(gòu)建了一個(gè)能夠高效準(zhǔn)確地評(píng)估儲(chǔ)能不同特征的市場。

這份報(bào)告對(duì)如果沒有采取適當(dāng)?shù)恼撸瑑?chǔ)能將如何實(shí)際增加溫室氣體排放進(jìn)行解釋。

（1）最大化利潤

最好的辦法是尋求最大化利潤的儲(chǔ)能所有者將儲(chǔ)存最便宜的能源，并取代任何最昂貴的能源，而不用擔(dān)心碳排放。第二個(gè)好辦法是將某種碳價(jià)格納入?yún)^(qū)域能源市場，這需要州級(jí)監(jiān)管機(jī)構(gòu)，區(qū)域市場經(jīng)理和公用事業(yè)公司之間的協(xié)調(diào)。第三個(gè)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(yùn)營中的碳排放。還有第四個(gè)辦法，即將碳實(shí)際價(jià)格楔入市場的方法。

（2）消除儲(chǔ)能的進(jìn)入障礙

管理區(qū)域能源市場的規(guī)則和補(bǔ)償方案通常圍繞具有與儲(chǔ)能不同特征的資源進(jìn)行設(shè)計(jì)，清除各種人為障礙，提供技術(shù)上能夠提供的服務(wù)。

美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)在今年2月通過了新的儲(chǔ)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(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商ISO和區(qū)域輸電組織(RTO)改革其關(guān)稅，以允許儲(chǔ)能參與能源市場、容量市場和“輔助服務(wù)”市場(電壓和頻率調(diào)節(jié)等)的競爭。

關(guān)于儲(chǔ)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(duì)不同的參與者開放，但是美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)至少已經(jīng)開始行動(dòng)。

儲(chǔ)能對(duì)消費(fèi)者和電網(wǎng)有許多好處。調(diào)查報(bào)告顯示了如何通過智能政策實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

（3）使儲(chǔ)能從多個(gè)價(jià)值流中獲利

儲(chǔ)能可以做的不僅僅是套利。它可以緩解電網(wǎng)擁塞，充當(dāng)容量，并有助于避免配電系統(tǒng)升級(jí)的需要。實(shí)際上，儲(chǔ)能是也是能源技術(shù)的一種多功能的“瑞士軍刀”，它可以同時(shí)為不同的客戶提供不同規(guī)模的一系列服務(wù)。

一個(gè)復(fù)雜因素就是儲(chǔ)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(chǔ)能得到充分補(bǔ)償，但不能對(duì)任何單一服務(wù)進(jìn)行雙重補(bǔ)償。

美國政策創(chuàng)新研究所(IPI)專注于紐約的“價(jià)值堆棧”方法，該方法試圖分解儲(chǔ)能提供的價(jià)值流并對(duì)每一個(gè)服務(wù)進(jìn)行補(bǔ)償。

分解方法允許儲(chǔ)能參與多個(gè)市場并從多個(gè)不同實(shí)體獲得補(bǔ)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(bǔ)償，并且正在進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，因此正在邊實(shí)踐邊學(xué)習(xí)。

（4）獎(jiǎng)金政策思路

此列表僅涉及儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)。這是幾十個(gè)政策建議之一，這些可以在美國儲(chǔ)能協(xié)會(huì)2017年的報(bào)告中找到，該報(bào)告為各州決策者提供了詳細(xì)的選項(xiàng)菜單。此外，還可以參閱州際可再生能源委員會(huì)(IREC)的2017年報(bào)告或全國州長協(xié)會(huì)(NGA)的2016年報(bào)告。

政策制定者在部署儲(chǔ)能方面需要更加明智

儲(chǔ)能是清潔能源之謎的關(guān)鍵部分，但它不是一個(gè)不合格的產(chǎn)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(duì)碳定價(jià)的市場中，它只會(huì)導(dǎo)致碳排放量增加。

Hittinge表示，發(fā)展儲(chǔ)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(chǔ)能的需求決定其增長。通過輸電建設(shè)、智能電網(wǎng)改進(jìn)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(chǔ)能。而市場將決定應(yīng)該在何時(shí)和何地部署儲(chǔ)能。

特斯拉公司在澳大利亞的電池儲(chǔ)能部署取得良好的效果

如今，幾乎所有人都認(rèn)同使用儲(chǔ)能系統(tǒng)至關(guān)重要。而儲(chǔ)能作為一種具有混合和復(fù)雜效應(yīng)技術(shù)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(gè)重視碳排放、容量、電壓調(diào)節(jié)以及儲(chǔ)能可以提供的所有其他服務(wù)的市場，降低進(jìn)入門檻，制定透明規(guī)則，讓尋求利潤的公司解決這個(gè)問題。（本稿件由中國儲(chǔ)能網(wǎng)獨(dú)家編譯，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源，違者必究）