麻省理工學(xué)院研究歷時三年多，分析了利用各種儲能技術(shù)（電化學(xué)、熱能、化學(xué)和機械）存儲風(fēng)能和太陽能發(fā)電，以實現(xiàn) 2050 年電網(wǎng)脫碳。


報告稱，在美國啟用氣候友好型電網(wǎng)需要改變規(guī)劃和運營工具，以反映應(yīng)對氣候變化所需的過渡系統(tǒng)。它還要求增加固定費用，以使儲能在財務(wù)上可行。

此外，該報告建議修改聯(lián)邦政府目前向分擔(dān)技術(shù)示范項目成本的私營部門合作伙伴授予知識產(chǎn)權(quán)的做法。報告稱對技術(shù)示范和早期部署活動的公共投資是為了傳播知識。

過去，美國能源部堅持要求私營部門合作伙伴分擔(dān)項目成本，以此來“拉伸”聯(lián)邦資金。由于社會資本通常被授予知識產(chǎn)權(quán)作為回報，這種做法損害了公共支持的技術(shù)示范項目的基本目標(biāo)，即在所有行業(yè)參與者之間傳播信息，從而為有效競爭創(chuàng)造條件。聯(lián)邦示范項目應(yīng)包括與尚未成為合作伙伴的其他美國實體共享信息的明確要求，即使這需要更大的聯(lián)邦貢獻。

多余的太陽能和風(fēng)能輸出可以在高需求時存儲并為電網(wǎng)提供電力，“以具有成本效益的方式保持可靠性-這反過來可以支持電力部門以外的許多最終用途活動的電氣化，”MITEI主任化學(xué)工程教授羅伯特阿姆斯特朗在報告發(fā)布時說。

假設(shè)風(fēng)能和太陽能技術(shù)的成本繼續(xù)下降，該研究的模型“確定了使電力系統(tǒng)脫碳的具有成本效益的途徑——與美國2005年的水平相比，排放量減少了97%-99%，”該研究得出結(jié)論。“有效的脫碳將需要對多種儲能技術(shù)以及輸電、清潔發(fā)電和需求靈活性進行大量投資，”它補充道。

“了解儲能技術(shù)需要在何處以及如何發(fā)展以及了解能源或容量成本、往返效率和持續(xù)時間等之間的各種權(quán)衡是有幫助的，”加州儲能聯(lián)盟政策總監(jiān)Jin Noh說，報告說。他補充說，它可以指導(dǎo)有關(guān)開發(fā)和商業(yè)化各種新能源存儲技術(shù)的政策。

當(dāng)今占主導(dǎo)地位的電網(wǎng)存儲由鋰離子電池提供，其最大輸出通常為4小時，而需要提供更多小時供電時間的存儲來滿足不同的電網(wǎng)需求，包括天氣和季節(jié)性相關(guān)需求。能源部目前正在制定一項研究目標(biāo)，以幫助降低10小時以上的儲能成本。它最近批準(zhǔn)了5.05億美元，用于推進與可再生能源相結(jié)合的多小時存儲。

麻省理工學(xué)院的報告呼吁更多地支持更長的持續(xù)時間，特別是使用廣泛可用的地球材料的電化學(xué)存儲技術(shù)，包括來自二次使用電池和回收的那些。

報告稱，由于沒有像鋰離子電池這樣的大量私人投資支持，因此需要更多的政府財政援助來支持至少12小時的輸出。報告指出，為電動汽車中這些能量密集、低成本的電池提供私人融資“顯著改善了短期電力系統(tǒng)存儲的前景”。

報告稱，另一個挑戰(zhàn)是，當(dāng)風(fēng)能和太陽能發(fā)電量下降時，長期儲能的價值將很低。因此，由于間歇性能源的特性和價值非常不同，麻省理工學(xué)院還要求提高固定收費，以確保存儲技術(shù)獲得利潤。

麻省理工學(xué)院高級能源經(jīng)濟學(xué)家Howard Gruenspecht說：“我們的模型表明，在許多小時內(nèi)，風(fēng)能和太陽能發(fā)電占主導(dǎo)地位的脫碳系統(tǒng)的能源邊際系統(tǒng)成本將為零或較低，”與使用化石燃料的可調(diào)度發(fā)電相比，因為“未來的脫碳系統(tǒng)可能具有高資本成本和非常低的可變成本，固定費用在成本回收中的作用應(yīng)該比現(xiàn)在更大”，他補充道。這包括根據(jù)消費者的收入水平收費，以“解決公平和效率問題”。