大型電池儲能系統的最大價值來自于替代天然氣峰值發(fā)電廠，并避免建設過多的輸電和發(fā)電基礎設施。但是，麻省理工學院的研究人員發(fā)現，電池儲能系統并不能替代所有的燃煤發(fā)電廠和天然氣發(fā)電廠。從整體經濟學的角度來看，部署一定份額的電池儲能系統被認為具有成本效益。隨著電池成本的下降，這一份額也在不斷增加。

麻省理工學院的研究人員指出，西門子公司的子公司儲能開發(fā)商Fluence公司提供的電網規(guī)模存儲系統在某種程度上比運行天然氣發(fā)電工廠還要便宜。

電網中的可再生能源發(fā)電量越多，電網側儲能系統的價值就越高。麻省理工學院（MIT）的研究人員已使用一種名為GenX的高時間分辨率容量擴展模型，可以確定將大規(guī)模儲能系統部署到低碳電力系統中的最低成本方法。

麻省理工學院能源計劃的主要作者和研究科學家Dharik Mallapragada及其同事在研究論文中發(fā)表了他們的研究結果，該論文已經發(fā)表在學術論文期刊《應用能源》上。

在這項研究中，麻省理工學院的這個研究團隊試圖確定儲能系統可以利用的各種價值來源，以及與這些價值來源相關的各個經濟動態(tài)。電池儲能資產最重要的價值來源是隨后的容量延遲。在電網運營商部署電池儲能系統之后，可以避免建設成本高昂的輸電線路或天然氣發(fā)電廠。

Mallapragada說：“電池儲能系統有助于更好地利用電力系統資產，其中包括風能和太陽能發(fā)電廠、天然氣發(fā)電廠和輸電線路，這可以推遲或消除對這些資本密集型資產的不必要投資。我們的研究論文表明，這種容量延遲，或用電池儲能系統代替發(fā)電或輸電容量，這是儲能系統價值的主要來源。”

研究人員在分析了儲能系統的整體價值之后得出了這個結論。具體來說，研究小組研究了美國東北部和德克薩斯州地區(qū)的兩種電力系統。為此，有關可變可再生能源的負荷曲線和發(fā)電數據的信息是與實際數字一致的。

在兩個電力系統中，儲能系統的價值主要來自避免投資于額外的發(fā)電容量和輸電基礎設施。但是，這種效果是有限的，因為在一個電力系統中安裝的儲能資產越多，其價值就越低。畢竟，眾多儲能系統將在同一電網中競爭提供服務。

Mallapragada說：“在實踐中，很少有直接市場可以將儲能系統提供的容量替代價值實現貨幣化。根據容量的管理設計和市場規(guī)則，容量市場可能不會為儲能系統在峰值負載期間提供的電力提供充分的補償。”

研究發(fā)現，當電力系統包含約40％至60％的可變可再生能源時，儲能系統價值會增加。鋰離子電池的當前價格決定了具有成本效益的儲能容量只能滿足峰值電力需求的4％。行業(yè)預測表明，鋰離子電池的成本可以降低到150美元/kWh。而在研究中建模的場景中，電池儲能系統可以經濟高效地滿足峰值電力需求的16％。

報告的合著者之一，普林斯頓大學安德林格能源與環(huán)境中心的助理教授Jesse Jenkins解釋說：“隨著部署越來越多的儲能系統，儲能系統附加的價值也在穩(wěn)步下降。這造成了電池成本下降和價值下降之間的競爭，我們的論文表明，如果要在電力系統中發(fā)揮重要作用，電池成本必須繼續(xù)下降。”

電池儲能系統將與天然氣發(fā)電廠直接開展競爭。但部署的電池儲能系統1MW裝機容量并不替代天然氣發(fā)電廠的1MW裝機容量。其原因是，與大多數電池儲能系統相比，天然氣發(fā)電廠運行的時間更長。而電池儲能系統的持續(xù)放電時間越長，它們的價值就越高，盡管有時附加值不足以補償增加的部署成本。

Jenkins解釋說：“被電池儲能系統替代的天然氣發(fā)電廠只能運行幾個小時，每年運行一到兩次。如果這座天然氣發(fā)電廠可能會連續(xù)運行12到16個小時，這就需要為電池儲能系統部署更多的電池才能可靠地提供電力。”

儲能系統創(chuàng)造了附加價值，因為它使電網運營商能夠減少或避免天然氣等燃料成本。也可以使天然氣廠運營商減少其天然氣發(fā)電廠的啟動次數。研究表明，這可以減少發(fā)電設備的磨損。同樣，電池儲能系統可以獲得更多的價值。而減少或避免并網和發(fā)電基礎設施的支出要比這些價值來源要高得多。

根據麻省理工學院的分析，即使風力發(fā)電和太陽能發(fā)電變得更便宜，這仍然適用。Mallapragada解釋說，“由于儲能系統的大部分價值來自容量延遲，在這項研究中，我預計風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的價格越便宜，儲能系統的價值就會越低，但我們的論文表明，情況并非總是如此。在某些情況下，例如輸電容量延遲增加等其他影響儲能價值的因素可能為儲能系統帶來更高的價值。”