“未来已经悄然降临，只是它的足迹尚未遍布每一处角落。”科幻作家William Gibson这一名言为人们理解技术变革的发展轨迹提供了基本框架。而当人们审视当今美国电网的快速发展时，这一观点显得尤为贴切。

长期以来，电池储能系统一直被视为维持电网稳定运营的关键技术。在美国部分地区（尤其是加利福尼亚州和德克萨斯州）并网的电池储能系统在帮助稳定电网运营方面发挥重要作用。



尽管电池储能系统在美国的大部分地区还没有发挥关键的负载转移作用，但在加利福尼亚州和德克萨斯州的应用无疑为美国其他电力市场以及其他国家指明了未来发展方向。随着可再生能源发电份额在电力结构中日益增长，电池储能系统的价值日益上升。

加利福尼亚州是美国最重要的电池储能市场。在为加州大部分地区提供电力服务的CAISO公司与电网连接的电池储能系统，在5月16日晚7点40分左右创下了7.5GW供电历史新高。这实际上高于CAISO公司运营的风力发电设施创纪录的6.4GW发电量。

根据加州能源委员会最新发布的数据，近年来该州运营的储能系统装机容量实现了惊人增长。从2018年的500MW激增至目前的10.3GW，在短短几年间实现了近20倍的飞跃式增长。而加州计划到2024年底再额外增加3.8GW。

值得一提的是，太阳能发电量在加州的中午和下午最充足，这导致电网出现了一种被称为“鸭子曲线”的供电现象，也就是净负荷在此期间达到最低点，而在日落之后则迅速攀升至最高点。

在这种情况下，电池储能系统在太阳能电力过剩的时候充电，而在晚上电力需求峰值期间放电是很有意义的。在电力供应过剩的峰值期间，批发电价往往为负值。

电池储能系统的商业模式通常是提供辅助服务（例如频率调节）快速响应波动条件以保持电网稳定运营，而不是全天转移负荷。而这种情况现在正在改变。

调研机构Wood Mackenzie公司分析师Chris DaCosta表示：“CAISO公司电网连接的储能系统显然已经从为电网提供电力服务转向了能源套利。”

德克萨斯州也出现了类似的转变。与加州一样，ERCOT公司在德克萨斯州电网上运营的电池储能系统在5月提供的电力再创新高，在美国5月8日晚上8点左右放电约3.2GW。与加州一样，德克萨斯州也在加速部署储能系统。2022年，德克萨斯州部署了约1.17GW的电池储能系统，而2023年的这一数字约为2.66GW，预计2024年将增长到3.56 GW。

在德克萨斯州的能源结构中，储能系统占据了举足轻重的地位，其装机容量仅次于太阳能发电设施。截至去年年底，储能系统的装机容量占该州新增能源设施装机容量的占比达到了37%。相比之下，天然气调峰发电厂的占比仅为1%，而联合循环燃气发电厂的占比也仅为3%。

Wood Mackenzie公司北美地区主管Robert Whaley去年在一份报告中写道：“储能系统具有独特的特性，面对德克萨斯州系统不断增长的鸭子曲线，天然气发电厂的作用已经无法与之相提并论。”

他表示，天然气调峰发电厂不可能一直持续运营，因此只是运营一段时间，如果风力发电量突然下降，已经关闭的调峰发电厂可能无法迅速启动以满足电力需求。

在美国的许多其他地区，尽管目前对于支持负荷转移的经济效益并不像加利福尼亚州和德克萨斯州那样显著，但随着这些电网对太阳能和风能等可再生能源电力的依赖程度不断加深，预计这种情形将会发生转变。

锂离子电池成本的下降也将有助于支持电池储能系统的经济可行性。美国在去年部署的电池储能系统的价格约为320美元/kWh。预计2028年这一数字约为265美元/kWh。

由于电池化学成分的变化，其成本还会进一步下降。据报道，中国首个使用钠离子电池构建的大型电池储能系统已于两周前投入使用。而一旦钠离子电池投入大规模生产，其成本可能会降低20%～30%。

Wood Mackenzie公司预计，未来10年，美国部署电池储能系统的增长速度将超过风力发电或太阳能发电设施。美国在去年部署的电池储能系统装机容量略低于9GW，到2030年可能超过20GW。

采用锂离子电池和钠离子电池构建的电池储能系统可能还不够完美。它们通常只能放电几个小时，对于需要长时供电的储能应用来说是不够的。谷歌公司和微软公司等大规模厂商并不能依靠风力发电设施、太阳能发电设施和锂离子电池储能系统的组合来提供全天候的清洁能源，他们正在研究和开发其他的能源技术，包括增强型地热发电设施、先进的核电设施、低碳氢能设施以及新型电池。

最终，像Form Energy公司开发的铁空气电池这样的长时储能技术很有可能成为储能行业标准，并为未来的储能技术带来变革。

尽管锂离子电池并不是最佳的储能技术，但它们仍是当前的最佳储能选择之一。在电动汽车市场的强劲需求推动下，锂离子电池行业正经历着飞速的增长，这不仅降低了生产成本，也使得锂离子电池成为了电池储能系统的可行且经济高效的解决方案。这使得锂离子电池在市场上占据了领先地位。

储能系统的未来发展可能仍然难以预测。但在短期和中期，锂离子电池将继续占据主导地位，并且销量不断增长，这一趋势显得尤为明显。

谷歌、meta、微软以及Salesforce日前组建了一个联盟，旨在推动碳减排技术的飞速发展。该联盟已经制定了宏伟的目标，计划在2030年前签订高达2000万吨的碳排放额度合同。 

原标题：研究认为电池储能系统在美国电网中开始发挥关键作用