储能能使电网更清洁吗?

无碳能源:答案就在风中?也许吧，但风不会一直吹，太阳也不会一直照耀。风和阳光产生的能量是断断续续的，这意味着产生的电能会随着天气的变化而上下波动。

但在电力电网的功率必须是可控的，以满足消费者的第二逐秒变化的需求。所以风能和太阳能发电的间歇是用于电力系统的操作挑战。

储能是一种被广泛认可的解决方案，以间歇性可再生能源的问题。这个想法是，仓储费，当风在吹，或阳光灿烂起来，然后被排出所需的能量后，当。存储网格可以是化学电池如我们在电子设备中使用，但它也可以采取以下形式把水抽上山然后通过让它倒流来发电，或者储存和排放压缩空气在一个地下洞穴。

在储能是一项绿色技术的观点的推动下，各国政府越来越多地推广公用事业规模和分布式储能。例如，去年11月，纽约州州长安德鲁•库默(Andrew Cuomo)签署了一项法案到2030年存储采用目标。类似政策的其他国家是俄勒冈州，马萨诸塞州，加利福尼亚州和马里兰州。公司如特斯拉也已经品牌的存储系统，清洁技术。

在我们的电网中，大型存储系统能降低排放吗?如果他们以燃煤发电为能源，就不会。

但是，在我们目前的电网中，大型存储系统能降低排放吗?在一个最近的研究在美国，我们发现情况并非如此——这反映了电力系统可以有多复杂。

煤的作用

因为存储可以使可再生能源，以满足不断变化的需求，我们常常认为该技术是天生的绿色 - 即通过增加存储和可再生能源的电网，我们减少温室气体排放。它类似于注意到，计算机可以提供教育和生产力优势，再假设一切每人一台电脑上所做的就是教育或生产。对于这两种能量储存和计算机，这取决于你如何使用它。

在我们的分析中，我们发现，添加存储罐，对于一些网格，增加碳排放。虽然乍看之下有悖常理，这样的结果是有道理当一个人认为电网是如何操作的。广义地说，在整个美国电网操作为区域子网格的集合覆盖美国就像一个东拼西凑。

储能无烟囱排放，如煤或天然气发电厂。但是，新的存储影响对电网其他电厂的操作，从而增加或取决于发电厂用于该区域供电的类型的碳排放量的降低。

在大多数情况下，美国的存储系统都是为了实现利润最大化。为了做到这一点，仓储“低买高卖”。Electricity is typically cheap at night when demand is low, and more expensive in the daytime, especially when people are getting home from work and turning on a bunch of appliances. So storage system operators tend to buy at night and sell during the day. The net effect of storage on emissions thus depends on what kind of generators are used to meet new demand at night versus the day.

在中西部，西部和南部各州的煤电电网中严重依赖煤炭-燃煤电厂通常用于满足夜间需求的微小变化。天然气厂往往在白天工作，以满足高峰需求。在这些电网中，存储设备往往在夜间用煤电充电，而在白天用天然气发电。

在煤电重的电网中，电能储存往往在晚上用煤电充电，而在白天用天然气发电。

燃煤发电比天然气发电污染更严重，每发电单位产生的碳排放量约为天然气的两倍。因此，在那些新存储意味着更多的煤炭和更少的天然气生产的地方，存储将增加电网的碳排放总量。

在中西部地区，我们发现的3万千瓦，添加存储容量，足够的电力供应约50万家美国家庭，提出了由量的碳排放量相当于增加每年6700辆的道路。随着越来越多的存储被添加，碳排放增加。

在另一方面，我们发现，在纽约，很少煤电的状态，增加存储减少了碳排放量。中西部地区在美国最脏的电网，和纽约拥有最干净的一个，所以其他地区将在介于这两者之间。

环保并不总是那么容易

那么，电网规划者们如何才能实现储电与可再生能源完美结合的承诺呢?

一种可能性是，即使储能系统的运营能使利润最大化，向电网添加足够多的风能和太阳能可以抵消煤炭的影响。有了足够多的可再生能源，任何形式的存储——例如电池或蓄水池——都会优先使用太阳能和风能，因为当电力供应超过需求时，它们是最便宜的能源。储存仍然是将煤的电力从夜间转移到白天，但是增加可再生能源将足以弥补额外的排放。

向电网添加足够的风能和太阳能可以抵消煤炭的影响。

根据我们的研究，对于中西部电网来说，当风能和太阳能发电量达到总发电量的18%时，就会出现一个转折点。在这一点上，增加储存开始减少而不是增加排放。目前的采用水平是10%，所以在中西部地区储存碳还需要一段时间才能减少排放。

另一个选择是改变存储的操作方式。例如，如果碳的价格适中，发电机的成本就会转移，这样燃煤电厂的储存费用就会降低，即使是在煤含量高的中西部，排放也会减少。

虽然短期内不太可能在全国范围内征收碳排放税，但还有其他途径可以确保碳存储的绿色成果。例如，各州可以制定政策，鼓励更多地使用零碳资源，而不是煤炭。

无论如何，存储总是会帮助我们使用更多的低成本电力资源。问题是这是煤炭、核能还是可再生能源。

这篇文章最初发表在谈话。