可再生能源具有間斷性的特點(diǎn)，電網(wǎng)無法大規(guī)模消納并網(wǎng)，而電動汽車也面臨充電設(shè)施和電池安全的瓶頸，而儲能技術(shù)是解決這些問題的關(guān)鍵。儲能技術(shù)對電網(wǎng)的好處有三點(diǎn)：一是幫助增加可再生能源的滲透率，促進(jìn)分布式（微電網(wǎng)）發(fā)電的發(fā)展；二是提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性和實(shí)現(xiàn)充分的調(diào)峰，減少高峰負(fù)荷及對應(yīng)的電網(wǎng)投資和電源投資；三是通過電價(jià)設(shè)計(jì)，促進(jìn)電力市場自由化。更重要的是，電池儲能是分布式（微電網(wǎng)）發(fā)展中具有至關(guān)重要的瓶頸地。

　　儲能技術(shù)對電動汽車發(fā)展的重要性比較直觀。電動汽車的充電、巡航里程和安全問題都涉及電池。比如說，由于電池引發(fā)的安全事故減弱了消費(fèi)者的信心，影響了電動汽車的發(fā)展。對于中國來說，電動汽車的發(fā)展除了石油替代，還可以解決城市汽車尾氣和噪聲污染。利用用電峰谷，電動汽車夜間充電還可以使用夜間過剩和便宜的電力。

　　特斯拉推出的針對家庭用戶的儲能設(shè)備Powerwall和針對電網(wǎng)級的設(shè)備Powerpack，其中Powerwall的價(jià)格已低至每千瓦時(shí)350美元。Powerpack雖然還沒有給出具體的技術(shù)參數(shù)，但有媒體報(bào)道其成本僅為每千瓦時(shí)250美元，這意味著儲能技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上開始具有吸引力了。

　　廈門大學(xué)能源經(jīng)濟(jì)與能源政策協(xié)同創(chuàng)新中心最近進(jìn)行了一項(xiàng)研究，利用特斯拉的Powerwall和Powerpack，針對中國目前的峰谷電價(jià)政策，建立優(yōu)化套利模型，對各省的儲能投資收益及外部影響進(jìn)行分析，量化分析各種影響因素改變后對儲能投資收益水平的影響。其基本思路是從電網(wǎng)角度出發(fā)，使儲能系統(tǒng)充分發(fā)揮調(diào)峰的作用，再確定儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和投資收益。

　　中國的輸配電主要由國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)投資和實(shí)施運(yùn)營，而電價(jià)由發(fā)改委根據(jù)電網(wǎng)公司的成本結(jié)合地區(qū)發(fā)展情況來制定。由于資源稟賦、地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，各省的電價(jià)有較大差異。目前許多電力輸入省份都實(shí)行峰谷電價(jià)政策，即差別峰谷電價(jià)，鼓勵消費(fèi)者在非高峰時(shí)段增加電力消費(fèi)，在高峰時(shí)節(jié)約用電，還有利于均衡供應(yīng)電力。

　　研究通過對不同地區(qū)儲能投資的經(jīng)濟(jì)性評價(jià)，發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)儲能投資已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)收益，在不需要補(bǔ)貼的情況下，投資儲能可以獲利，收益的水平除了受到電價(jià)差的影響外，也與峰谷時(shí)間段的劃分有關(guān)。如果從電網(wǎng)角度出發(fā)，考慮如何定價(jià)能夠使儲能系統(tǒng)充分發(fā)揮調(diào)峰作用，那么儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性可以大大提高。研究結(jié)果還說明，當(dāng)儲能投資達(dá)到最優(yōu)的規(guī)模后，電網(wǎng)的負(fù)荷將更加均衡，電廠也可以以更加穩(wěn)定高效的模式運(yùn)行，因此從投資潛力上看，將有著很大的發(fā)展空間。

　　顯然，目前的研究還很粗淺，由于種種限制，還無法充分考慮影響電池經(jīng)濟(jì)性的各種因素。比如說：第一，由于電能存儲和轉(zhuǎn)換的過程中會帶來一定的損耗，但其占總耗電量的比例并不大，考慮到由于電源端及電網(wǎng)運(yùn)行效率提升的作用，所以儲能大規(guī)模發(fā)展后對碳排放的影響還需要進(jìn)一步的分析。第二，儲能可以減少電網(wǎng)投資和電源投資的外部性，這些外部性如何合理定量地評價(jià)，如何與儲能的成本進(jìn)行對比，將是很有意義的問題。但是比較確定的是，如果充分考慮環(huán)境外部性，儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性將可能大幅度增加。

　　對于電網(wǎng)而言，發(fā)展電池儲能技術(shù)或者可以從根本上解決可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，大規(guī)模擴(kuò)大可再生能源發(fā)電的份額，切實(shí)提高上并網(wǎng)率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。對于政府而言，制定更有針對性和有差別性的差別電價(jià)政策，不但有助于推動電池儲能技術(shù)的盈利能力，還可以在更大程度上優(yōu)化電力資源配置，提高電力系統(tǒng)的總體發(fā)電效率。

　　研究還有很大的局限性，沒有就儲能技術(shù)發(fā)展對提高可再生能源滲透率，以及對分布式和微電網(wǎng)發(fā)展的影響進(jìn)行評估?？梢哉f，研究還難以證明目前儲能技術(shù)的有效性，而僅僅是想簡單地看看儲能技術(shù)究竟離我們有多遠(yuǎn)。但這種探索性的研究是重要的，因?yàn)橐坏﹥δ芗夹g(shù)突破，世界的能源市場可能會發(fā)生巨大變化，這種變化將使得我們的能源消費(fèi)更加清潔，電網(wǎng)和發(fā)電廠能夠更加高效地運(yùn)行，可再生能源的使用比重也能得以大幅度提高。由于這種改變才剛剛開始，沒有能夠直接感受到這些變化的影響，因此也很容易將其忽視。

　　電池儲能是可再生能源大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵

　　中國不但有著世界最大的用電需求，也是世界上最大的可再生能源發(fā)電國，因此中國對全球可再生能源發(fā)展舉足輕重?？稍偕茉窗l(fā)電發(fā)展最大的問題是可再生能源發(fā)電的間歇性與不可預(yù)測性。一方面，可再生能源的發(fā)電集中時(shí)間段與用電時(shí)間段存在著不一致性。風(fēng)電發(fā)電高峰一般集中在晚上，太陽能發(fā)電的高峰集中在白天。而工業(yè)用電的用電曲線較為平緩，居民用電則呈現(xiàn)白天、晚上兩個(gè)高峰。另外，隨著季節(jié)、天氣的變化，可再生能源發(fā)電與用電曲線都會有相應(yīng)的變化。中國大部分地區(qū)春季風(fēng)力發(fā)電輸出最大；光伏發(fā)電夏天輸出最高，而且發(fā)電隨天氣原因劇烈變化而具有不可預(yù)測性。

　　這些對于電網(wǎng)來說，都是麻煩。傳統(tǒng)的解決方案主要集中在兩個(gè)方案：一是利用較為靈活的發(fā)電設(shè)施與之配合，形成穩(wěn)定的總輸出，應(yīng)用較為廣泛的是天然氣發(fā)電與可再生能源發(fā)電相結(jié)合。二是將可再生能源發(fā)電的能量進(jìn)行儲存，儲能傳統(tǒng)方法是轉(zhuǎn)換為熱能等形式，如儲熱、熱水系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)合。而不涉及能量轉(zhuǎn)換的電力儲能方法，以往的應(yīng)用中，主要表現(xiàn)為抽水蓄能電站。

　　以上兩個(gè)方案都不能從根本上解決可再生發(fā)電到達(dá)一定規(guī)模比例后，難以維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題。第一個(gè)方法存在兩個(gè)主要限制：一是應(yīng)用不夠廣泛，較多應(yīng)用于分布式系統(tǒng)；二是涉及到燃料價(jià)格因素，成本不可控。第二個(gè)方法的主要局限在于，抽水蓄能電站工作時(shí)，其能量來源從根本上來說，同樣是來源于化石能源。因此，抽水蓄能雖然有利于減少電網(wǎng)的波動性，但對節(jié)能減排并沒有本質(zhì)上的好處。另外，抽水蓄能電站的應(yīng)用受到選址、成本與利益分配等多方面限制因素影響。

　　因此，如果更為長遠(yuǎn)來看這個(gè)問題，電池儲能可能是解決可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定性的最有效經(jīng)濟(jì)方案。電池儲能的好處在于，可大可小，容易與各種規(guī)模的可再生能源發(fā)電相結(jié)合；充電放電快速，直接電與電轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換效率高。其限制的最大因素在于經(jīng)濟(jì)性，以及與成本相關(guān)聯(lián)的充放電效率、安全性、壽命。傳統(tǒng)上都認(rèn)為電池儲能的成本高難以商業(yè)運(yùn)營。

　　這個(gè)狀況正在迅速改變，近期電池技術(shù)的突破，使得電動汽車等大規(guī)模電池應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，而直接與電力系統(tǒng)結(jié)合的電池儲能的嘗試也已經(jīng)開始。特斯拉的PowerWall和Powerpack，單體峰值電量為3kW，可儲存10kWh電量，充放電能效92%，可以通過簡單拼接進(jìn)一步擴(kuò)大至1000倍。特斯拉希望借此改變?nèi)祟惖挠秒娔Ｊ?，掀起能源革命，推動可再生能源的普及?，F(xiàn)在看來，特斯拉不是在吹牛。