在低碳转型的过程中，可再生能源发展给人类提供了清洁可持续的能源来源，电动汽车的崛起则为石油大规模替代提供了可能。但是，可再生能源和电动汽车大规模发展都面临同一个难题，即储能技术。
电池储能是分布式电网发展瓶颈
可再生能源具有间断性的特点，电网无法大规模消纳并网。电动汽车也面临充电设施和电池安全的瓶颈。储能技术是解决这些问题的关键。储能技术对电网的好处有三点：一是帮助增加可再生能源的渗透率，促进分布式（微电网）发电的发展；二是提升电网的稳定性和实现充分的调峰，减少高峰负荷及对应的电网投资和电源投资；三是通过电价设计，促进电力市场自由化。电池储能是分布式电网（微电网）发展的瓶颈。
储能技术可以分为机械储能、电池储能和电磁储能等几种类型。其中较为成熟且可商业化应用的包括抽水储能和压缩空气储能，这两种为大规模储能技术。一般认为，电池储能的商业化应用还面临着成本问题，只有在很少的高电价地区，结合光伏发电，电池储能技术才具有经济上的可行性。随着技术进步，电池储能的成本的确在不断下降。但是，一般还是认为受制于较高的成本或其他技术因素，无法大规模商业应用。
储能技术对电动汽车发展的重要性比较直观。电动汽车的充电、巡航里程和安全问题都涉及电池。比如说，由于电池引发的安全事故减弱了消费者的信心，影响了电动汽车的发展。对于中国来说，电动汽车的发展除了石油替代，还可以解决城市汽车尾气和噪声污染。利用用电峰谷，电动汽车夜间充电还可以使用夜间过剩和便宜的电力。
投资储能可以获利
2015年5月，特斯拉推出了针对家庭用户的储能设备Powerwall和针对电网级的设备Powerpack。其中Powerwall的价格已低至每千瓦时350美元。虽然Powerpack还没有给出具体的技术参数，但有媒体报道，其成本仅为每千瓦时250美元。这意味着储能技术在经济上开始具有吸引力。
厦门大学能源经济与能源政策协同创新中心最近进行了一项研究，即利用特斯拉的Powerwall和Powerpack，针对中国目前的峰谷电价政策，建立优化套利模型，对各省的储能投资收益及外部影响进行分析，量化分析各种影响因素改变后对储能投资收益水平的影响。其基本思路是从电网角度出发，使储能系统充分发挥调峰的作用，再确定储能技术的经济性和投资收益。
中国的输配电主要由国家电网、南方电网投资和实施运营，而电价由国家发改委根据电网公司的成本结合地区发展情况来制定。由于资源禀赋、地理条件和经济发展水平不同，各省的电价有较大差异。目前许多电力输入省份都实行峰谷电价政策，即差别峰谷电价，鼓励消费者在非高峰时段增加电力消费，在高峰时节约用电，有利于均衡供应电力。
通过对不同地区储能投资的经济性评价，该研究发现，部分地区储能投资已经能实现收益。在不需要补贴的情况下，投资储能可以获利。收益的水平除了受到电价差的影响外，也与峰谷时间段的划分有关。如果从电网角度出发，考虑如何定价能够使储能系统充分发挥调峰作用，那么储能技术的经济性可以大大提高。该项研究结果还说明，当储能投资达到最优规模后，电网的负荷将更加均衡，电厂也可以以更加稳定高效的模式运行。因此从投资潜力上看，将有很大的发展空间。
差别电价政策有助提高 电池储能技术盈利能力
显然，目前的研究还很粗浅，由于种种限制，还无法充分考虑影响电池经济性的各种因素。比如说，第一，由于电能存储和转换的过程中会带来一定的损耗，但其占总耗电量的比例并不大。考虑到由于电源端及电网运行效率提升的作用，储能大规模发展后对碳排放的影响还需要进一步分析。第二，储能可以减少电网投资和电源投资的外部性。这些外部性如何合理定量地评价，如何与储能的成本进行对比，将是很有意义的问题。但是比较确定的是，如果充分考虑环境外部性，储能技术的经济性将可能大幅增加。
对于电网而言，发展电池储能技术或许可以从根本上解决可再生能源发电的不稳定性，大规模扩大可再生能源发电的份额，确实提高上网、并网率和系统稳定性。对于政府而言，制定更有针对性的差别电价政策，不但有助于提高电池储能技术的盈利能力，还可以在更大程度上优化电力资源配置，提高电力系统的总体发电效率。
储能技术不容忽视
该研究还有很大的局限性，没有就储能技术发展对提高可再生能源渗透率，以及对分布式和微电网发展的影响进行评估。可以说，该研究还难以证明目前储能技术的有效性，而仅仅是想简单地看看储能技术究竟离我们有多远。但这种探索性的研究是重要的，因为一旦储能技术有所突破，世界的能源市场就可能会发生巨大变化。这种变化将使得我们的能源消费更加清洁，电网和发电厂的运行更加高效，可再生能源的使用比重也将得以大幅提高。由于这种改变才刚刚开始，没有能够直接感受到这些变化的影响，因此也很容易将其忽视。
可见，储能技术不容忽视。近年来的技术进步使得储能技术渐行渐近。在可以预见的将来，储能技术的技术可行性和经济性将因技术进步而得到进一步增强。这种变化将深刻地影响世界的能源供应方式和能源结构，并将对传统的能源企业以及生活方式产生巨大影响。
（作者单位：厦门大学能源经济与能源政策协同创新中心）
