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


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

此外，該報告建議修改聯邦政府目前向分擔技術示范項目成本的私營部門合作伙伴授予知識產權的做法。報告稱對技術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項目成本，以此來“拉伸”聯邦資金。由于社會資本通常被授予知識產權作為回報，這種做法損害了公共支持的技術示范項目的基本目標，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。聯邦示范項目應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邦貢獻。

多余的太陽能和風能輸出可以在高需求時存儲并為電網提供電力，“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主任化學工程教授羅伯特阿姆斯特朗在報告發(fā)布時說。

假設風能和太陽能技術的成本繼續(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%，”該研究得出結論。“有效的脫碳將需要對多種儲能技術以及輸電、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衡是有幫助的，”加州儲能聯盟政策總監(jiān)Jin Noh說，報告說。他補充說，它可以指導有關開發(fā)和商業(yè)化各種新能源存儲技術的政策。

當今占主導地位的電網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需求，包括天氣和季節(jié)性相關需求。能源部目前正在制定一項研究目標，以幫助降低10小時以上的儲能成本。它最近批準了5.05億美元，用于推進與可再生能源相結合的多小時存儲。

麻省理工學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存儲技術，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，當風能和太陽能發(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，麻省理工學院還要求提高固定收費，以確保存儲技術獲得利潤。

麻省理工學院高級能源經濟學家Howard Gruenspecht說：“我們的模型表明，在許多小時內，風能和太陽能發(fā)電占主導地位的脫碳系統(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該比現在更大”，他補充道。這包括根據消費者的收入水平收費，以“解決公平和效率問題”。