儲能技術常被看做是解鎖可再生能源未來的“必殺技”,。隨著電池成本的不斷下降，這一愿景也越來越貼近現(xiàn)實,。
設計不佳的商業(yè)電費不利于電網(wǎng)彈性
電池事實上,，許多商業(yè)用戶都已能夠利用經(jīng)濟可行的方式投資電池儲能設備來降低他們的電費賬單。但還有一個問題亟待解決：面對當前電網(wǎng)的電費結構,，許多商業(yè)用戶無法發(fā)揮這些儲能系統(tǒng)的高效性能,。傳統(tǒng)需量電費鼓勵平緩的用戶負荷，但這并不適用于可再生能源比例不斷提高時對電網(wǎng)系統(tǒng)提出的新需求,。事實上,，電池儲能市場不斷增長的發(fā)展機遇突顯了重新設計這種電費結構的迫切需求。
電池成本不斷下降，為商業(yè)用戶降低需量電費創(chuàng)造了絕佳的新機遇
隨著電池成本的持續(xù)下降,，美國數(shù)百萬商業(yè)用戶如今都有機會利用經(jīng)濟可行的電池儲能技術降低他們的用電賬單,。近期的多篇報告更著重介紹了使用電池技術進行需量電費管理，并降低用戶每月電網(wǎng)峰值需求的具體機遇：
美國國家可再生能源實驗室(NREL)和清潔能源集團預計,，有超過5百萬家美國商業(yè)用戶所繳納的需量電費在每千瓦15美元以上,，足以使電池儲能技術在其需量電費管理中具備經(jīng)濟效益。
GTM研究聲稱,，到2021年,，需量電費在每千瓦11美元以上時即可使電池儲能技術具備經(jīng)濟可行性，而需量電費管理在全美19個州都將具備經(jīng)濟可行性,。
麥肯錫預計,，需量電費即使低至每千瓦9美元也能使電池儲能技術具備經(jīng)濟可行性，這大大提高了電池儲能技術的市場潛力,。
勞倫斯伯克利國家實驗室(LNBL)證實了太陽能和儲能技術的結合在降低商業(yè)用戶需量電費領域具備極高的價值,。
大部分需量電費結構鼓勵平緩、穩(wěn)定的負荷曲線
大部分需量電費與系統(tǒng)峰值并不同步,。具體來講,，無論用戶的峰值需求對于更大的電網(wǎng)平衡區(qū)域來說是出現(xiàn)在高成本時段還是低成本時段，用戶的需量電費是根據(jù)用戶當月的最大用電量計算得來的,。當用戶利用電池,、電動汽車或其他彈性需求技術降低此類非同步需量電費，用戶需要盡可能地使負荷曲線更加平穩(wěn),，減小用電量隨時間波動而變化的幅度,。
以一棟非同步需量電費結構下的典型辦公建筑為例，其峰值需求一般發(fā)生在上午11點到下午5點間,，而夜間用電量很低,。為了降低該用戶的電費，電池儲能系統(tǒng)可在夜間連接電網(wǎng)進行充電并在中午時段放電,，從而降低辦公建筑的峰值用電需求,。這符合過去主要利用熱電廠供電的電力公司對穩(wěn)定其基載負荷的需求，但并不符合可再生能源比例較高電力系統(tǒng)的需求,。事實上，在太陽能電力資源豐富的地區(qū),，削減此類辦公建筑中午時段的用電需求反而不利于系統(tǒng)消納更多的太陽能資源,。
圖1：管理典型大規(guī)模辦公建筑非同步需量電費意味著，應在凌晨為電池充電來降低建筑在中午時分的用電需求,。
正如當今電網(wǎng)不再需要基載電力一樣,，它們也不再需要穩(wěn)定的基載負荷
當今的電網(wǎng)需求與過去相比已經(jīng)大不相同了。從加利福尼亞州、夏威夷州和西南部的大范圍太陽能發(fā)電項目,，到中西部以及德克薩斯州的風電項目,，迅速增長的可再生能源發(fā)電資產(chǎn)正在改變系統(tǒng)的峰值需求。在某些情況下,，電網(wǎng)中增加的太陽能電力意味著,，無論是利用精確計時的電動汽車充電、電池儲能,，還是提前加熱的電熱水器,，鼓勵用戶在白天低成本太陽能資源豐富時提高用電量都對電網(wǎng)更加有利。整體來看,，無論是發(fā)電側還是需求側,，電網(wǎng)接納更多太陽能和風能發(fā)電裝機都需要對其它電網(wǎng)資源加以彈性利用。正如當今電網(wǎng)不再需要基載電力一樣,，它們也不再需要平緩,、穩(wěn)定的負荷曲線。事實上,，正如穩(wěn)定的,、缺乏彈性的發(fā)電資產(chǎn)會在可再生能源比例高的系統(tǒng)中增加電網(wǎng)管理難度和成本一樣，穩(wěn)定的,、缺乏彈性的負荷需求也會有同樣的負面作用,。
在我們的案例中，非同步需量電費不利于電網(wǎng)接納更多太陽能發(fā)電裝機,。建筑用戶想要通過降低中午用電量來降低他們的電費賬單,。因此，在太陽能發(fā)電比例較高的地區(qū),，這樣的電費設計會發(fā)送與電網(wǎng)實際需求相反的市場信號,。
圖2：需量電費管理會反作用于電網(wǎng)的負荷轉移需求。圖為2017年9月19日California ISO公司整個系統(tǒng)的負荷和凈負荷示意圖,。
個體用戶的負荷曲線決定著需量電費管理是有利還是有損于電網(wǎng)運行：為了降低需量電費,，一家酒店可能需要降低夜間負荷，但一所小學則可能需要降低白天用電負荷,。這是需量電費的核心問題：管理需量電費的策略取決于用戶負荷模式,，而不是整體系統(tǒng)需求。
根據(jù)用電時間而變化的商業(yè)用電費率更有助于系統(tǒng)需求
根據(jù)用電時間而變化的費率設計,，而不是非同步需量電費,，更能反映一天中不同時段的發(fā)電成本，進而鼓勵用戶運用需求轉移和儲能等方法降低系統(tǒng)成本,。這種費率設計有多種選擇,，包括峰值同步需量電費,、分時電價和實時電價等。
峰值同步需量電費對系統(tǒng)邊際成本最高時段的峰值需求征收額外費用,，鼓勵用戶在系統(tǒng)發(fā)電成本最高時降低用電需求,。在上文的例子里，這意味著在系統(tǒng)成本最高的傍晚時分對峰值用戶負荷征收需量電費,。
要進一步優(yōu)化系統(tǒng),，我們需要完全廢除需量電費，并開始執(zhí)行商業(yè)分時電價制度,，根據(jù)預先制定的與系統(tǒng)成本同步的電費計劃向用戶征收用電費用,。實時定價機制則是這一概念的進一步優(yōu)化，根據(jù)實時系統(tǒng)狀況每小時調整電價,。分時電價和實時定價的優(yōu)勢在于通過價格手段激勵在所有發(fā)電成本高的時段降低負荷需求,。相比之下，峰值同步的需量電費也只能降低每月最大峰值的用電量,。
補償電網(wǎng)輔助服務可以幫助用戶進一步優(yōu)化能源利用
補償電網(wǎng)輔助服務可以幫助用戶進一步優(yōu)化電池和需求彈性技術的運用,，用戶會根據(jù)這些新的經(jīng)濟激勵來調整需求資源的運用。落基山研究所的報告《電池儲能經(jīng)濟學》顯示：當同樣的能源設備能夠提供多功能服務時,，該設備就能夠產(chǎn)生更多的價值,。只有在電力公司費率結構的支持下，希望通過投資電池來降低用電賬單的商業(yè)用戶才能實現(xiàn)這一目標,。例如,，這種費率結構可以包括：
使用分時電價：一天中能源成本最高時段的電價較高，能源成本低時電價較低,。
尖峰電價：對每年個別特殊時段大幅提高電價,，而在全年其它時段保持較低的整體電價水平。
對調頻,、調峰和應急備用等電網(wǎng)輔助服務提供補償,，現(xiàn)有的電池技術已經(jīng)可以提供所有這些服務。夏威夷電力公司提出的需求響應服務組合就是這一概念的最佳證明,。
在可再生能源發(fā)電比例較高的電網(wǎng)中,，我們越來越明顯地發(fā)現(xiàn)彈性資源比平緩、穩(wěn)定的發(fā)電及負荷更有價值,。非同步需量電費雖然廣泛用于商業(yè)用戶,，但它并不能促進與系統(tǒng)需求相一致的需求彈性。隨著電池價格的下降,，將有更多用戶采用儲能系統(tǒng),，電池儲能在為用戶節(jié)約成本的同時也在為電網(wǎng)運行提出更多的挑戰(zhàn)。按照用電時間而變化的電價機制能夠更準確地傳達一天中不同時段的電力成本,，從而改善電網(wǎng)管理效率，惠及所有用戶。