到2050年，美國住宅、商業和工業部門的儲能電池的經濟潛力高達每小時490千兆瓦，是今天裝機容量的300倍。但是，根據國家可再生能源實驗室（NREL）的最新階段的存儲未來研究，只有一小部分可以被客戶采用。

NREL技術報告《分布式太陽能和存儲前景》的主要作者AshreetaPrasanna說，通過在我們的模型中實施新的電池能力，我們能夠進行情景比較，發現電池成本和備用電源的價值是分布式存儲部署的重要驅動力。

該研究提供了首批公布的分布式電池存儲部署的估計值之一。NREL的分析團隊還包括KevinMcCabe、BenSigrin和NateBlair，他們模擬了在幾種情況下，直至2050年美國客戶對電池儲能系統與太陽能光伏發電的采用情況，，其結果有助于為技術性電網基礎設施的規劃提供信息，以獲取日益增長的分布式發電的好處并減輕其挑戰。

電池儲能的崛起

向分布式能源資源（DERs）的廣泛過渡正在發生。世界各地的家庭和企業正在采用DERs來降低他們的能源費用和遏制碳排放。地方政策制定者已經制定了雄心勃勃的能源和氣候目標；由于氣候變化和天氣災害，電網的彈性越來越受到關注；更多的社區面臨著高能源負擔。

此外，聯邦能源管理委員會第2222號令使DER能夠與傳統能源資源一起參與區域有組織的批發市場。

所有這些因素都促進了DER部署的增加，包括電池。隨著電池存儲成本的下降，客戶開始將電池與分布式太陽能配對。根據WoodMackenzie的數據，到2020年底，美國的表后電池容量總計近1千兆瓦。

雖然DER為客戶和電網提供了許多好處，如高峰負荷轉移，但將這些資源整合到電力系統中給電力公司帶來復雜的挑戰。輸電系統的設計并沒有考慮到分布式發電，預測DER的采用潛力可以提供一個了解分布式發電的窗口，并有助于為未來的電力系統規劃提供信息。

自下而上的建模用于自下而上的發電

NREL的開源分布式發電市場需求（dGen）模型使用自下而上、基于代理的方法和空間分辨率的數據來模擬客戶對分布式太陽能、風能和存儲的采用。

在存儲未來研究的這個階段，該模型被修改以模擬表后電池存儲的技術、經濟和市場潛力。

dGen與NREL的系統顧問模型（SAM）互通，該模型模擬能源技術的性能和效率，包括計算投資回收期的現金流分析，這是客戶決定采用某種技術的重要考慮因素。

通過與SAM的對接，dGen為美國的住宅、商業和工業實體建立了光伏加電池存儲系統的成本效益和客戶采用情況的模型，其中包括不同的技術成本、存儲估值、激勵和補償。由此得出的采用上限和下限揭示了客戶在決策中考慮最多的問題。

較低的電池成本，較高的備用電源價值推動了部署

在所有2050年的方案中，dGen為分布式電池存儲和光伏發電建立了巨大的經濟潛力。假設電池成本適度下降和備用電源價值較低的情況下，存儲容量有114千兆瓦的經濟潛力--比現在增加90倍。當電池成本大幅降低，備用電源的價值翻倍時，經濟潛力增加到245千兆瓦。

然而，只有7%的估計容量被客戶采用。這一差異主要是由于分布式光伏加電池存儲系統的投資回報期較長，2030年住宅部門平均為11年，商業部門為12年，工業部門為8年。

"估計的采用潛力轉化為不到20%的市場潛力，客戶不太愿意投資于一個需要很長時間才能盈利的系統。"Prasanna說。

根據具體的費率結構或激勵計劃，示范部署因地而異，但通常由電池成本和備用電源的價值驅動。在全國范圍內也有類似的趨勢，較低的電池成本和高的備用電源價值增加了部署。

光伏和電池相互推動采用

研究中的一些發現表明，光伏和電池是一種經濟的搭配。因為一個平均的光伏加電池存儲系統比單純的光伏配置要大，電池存儲增加了光伏容量和系統的經濟價值。

在參考或基線情景下，預計2050年的年度光伏安裝總量中，約34%-40%與電池共同使用。這一比例也是由較高的備用電源價值和較低的技術成本所驅動。

與僅有電池技術的成本降低相比，光伏和電池存儲技術的綜合成本降低推動了更多的采用。當兩種技術的成本都降低時，更多的客戶采用光伏加電池系統，在2050年部署增加106%。

Prasanna說："在dGen中開發和實施分布式存儲技術的過程中，發現了與表后電池存儲采用有關的額外問題和所需的研究能力。將需要對dGen進行額外的增強，以探索研究問題，如預測社區規模DER和存儲容量的采用及其對配電網的影響，探索分布式和公用事業規模存儲之間的權衡，以及DER在支持向非碳化經濟過渡中的作用。"