能源存儲是當今電力行業最熱門的話題之一。隨著電池成本的下降，許多市場參與者逐漸發現, 儲能技術在降低電網成本方面蘊藏巨大潛力，進而瞄準了這個即將蓬勃發展的數十億美元級市場。雖然各大媒體的頭條都被特斯拉及其競爭對手佔據，但值得注意的是：除了電池，能源存儲還有很多其他方式，並且儲能技術可以通過多種方式進入電力市場。
最近，行業利益相關方聯合發起了一項很有前景的社區儲能新計劃，旨在向全美各地的電力公司推廣“社區儲能”概念。社區儲能項目讓電力公司集合如熱水器、電動汽車和電池等電錶後端和用戶端資源，為電網提供服務。這些項目能夠幫助降低電網維護和升級的成本以及減輕用戶本身的電費支出。
能源存儲能夠提供多方面的價值
社區儲能項目採用分佈式能源存儲方式，能夠為用戶、電力公司以及整個電網提供多種服務。落基山研究所2015年的《電池儲能經濟》報告整編了儲能技術可以帶來的13種不同價值，包括為獨棟家庭住房提供備用電力，降低電力公司峰值負荷以及在區域規模下平衡能源供需等。
這些服務的提供需要有基礎設施，無論是電池還是諸如電廠、輸電線路和變電站等傳統設施。但無論採用何種方式，電網的維護都會產生成本。為了提高穩定性並滿足不斷增長的峰值負荷，美國各電力公司每年在新電網基礎設施建設和系統升級方面的投入高達1000億美元。隨著電池成本持續降低，電力公司和能源存儲公司逐漸發現儲能技術所具備的成本效益，並開始希望用其抵消部分傳統基礎設施方面的支出。
能源存儲有多種形式
電池或許是最普遍的能源存儲方式， 而且其成本已經大幅降低，但仍然需要相當的資金成本以及獲得必要許可和安裝調試所消耗的時間成本。
其實，除了專用電池系統外，還有其它成本更低的能源存儲方式可供選擇。在《需求彈性的經濟性分析》報告中，落基山研究所發現在不影響使用電網服務的前提下，人們可以改變用電設備從電網獲取電能的時間。通過這一改變，包括熱水器、空調、電動汽車等在內的用電設備都能夠以極低的成本和極大的規模為電網提供虛擬能源存儲服務。
這個規模有多大?以家用熱水器為例。據2009年統計顯示，全美大約有4700萬家庭使用電熱水器。假設熱水器的平均容量是40加侖，經過加熱溫度升高到60華氏度，那麼全美熱水器的能量存儲量就相當於270 GWh。換言之，全美家用熱水器的儲能能力相當於當前全美電池儲能市場的150倍以上(2016年初全美電池儲能容量約為1.5 GWh)。此外，熱水器儲能的成本極低。根據我們的研究，只需在出廠前為熱水器額外安裝價值幾美元的零部件，就能實現與電網運營商的信息交互並接受其控制。
“社區儲能”能夠使需求彈性規模化
在認識到了諸如熱水器等儲能資源的規模和它們能夠向電網提供的各種服務後，電力公司越來越希望利用這種價值並將其規模化。為了實現這個目標，眾多不同領域的行業利益相關方在2016年初發起了社區儲能計劃。
社區儲能計劃專門為電力合作社推廣需求彈性一類項目。由於電力合作社是由其成員所有，因此，用戶可以直接享受成本降低效益。此外，電力合作社主要服務鄉村地區，那裡有更多適合電網集中控制的電熱水器(鄉村地區通常缺乏天然氣資源)。對美國中西部和西部地區的電力合作社來說，由電力公司贊助的電錶後端儲能設備的推廣項目會更有意義，因為美國其它成功推廣能源存儲的能源市場無法服務於這些區域。
該計劃受到不同領域利益相關方的支持，這表明社區儲能具有廣泛吸引力。其贊助機構包括：
美國國家鄉間電力公司協會(NRECA)，一家電力公司協會。電力公司發現，利用用戶家中已經存在的儲能設施，能夠帶來巨大的成本節約。
峰值負荷管理聯盟(PLMA)，一個專門向電力公司和電力批發市場提供降低峰值負荷產品及服務的企業貿易聯盟。
美國自然資源保護委員會(NRDC)，一個宣傳環境保護的組織。NRDC等組織的參與是由於增強電錶後端靈活性能夠帶來巨大的環境效益;例如，我們預計控制家用熱水器的用電時間每年能夠避免1800萬噸二氧化碳排放。
關注社區福利
正如電力公司正在利用社區規模的太陽能在當地為用戶帶來清潔能源一樣，電力公司還可以為其用戶帶來能源存儲方面的效益。
通過利用電錶後端儲能技術和需求彈性的優勢，電力公司能夠降低電網成本，節約用戶電費並且減少碳排放(主要通過更好地接納風能和太陽能等不穩定資源進入電網)。對於電力合作社來說，用戶能夠直接享受這些效益，以此保證了儲能技術的價值被更廣泛的社區所分享。
社區儲能商業模式：
通過集成用戶側儲能資源構建社區儲能模式，不僅可以服務於終端用戶，還能為電網運營商提供廉價、移動式的基礎設施。社區儲能正在成為用戶側儲能應用的新趨勢，並且在延緩電網升級、削減高峰負荷優化電網運行等方面發揮獨特作用。日前DNV-GL發表“Feasibility and scalability of the Community Energy Storage”研究報告。本文將以此報告為基礎，探討社區儲能模式的可行性和規模化發展前景。
1、社區儲能的定義
社區儲能模式需要滿足以下條件：
1)提供多重服務，其中的一種或多種服務的對象是區域電網運營商;
2)開展社區儲能業務、擁有和運行社區儲能資產的公司應當是私營化的企業或者商業組織，而非電網運營商;
3)社區儲能主要安裝於戶用、工商業等低電壓電網，同時提供“表前”服務;
4)社區儲能服務於多個客戶，儲能的業主和運營公司並非其唯一的用戶。
在以下5類社區儲能的模式中，第一類最符合社區儲能的定義，第五類最不符合。
2、社區儲能模式的可行性
在目前的電池價格條件下，按照當前電網升級改造的平均成本和備用服務市場價格計算，社區儲能在一定條件下(延緩1-2h短時間的輸配電線路擁塞)是具備可行性的。
社區儲能所能夠提供的服務及其利益相關方分別包括：
1)避免電網升級：輸電網和配電網運營商;
2)優化併網運行：建築業主、能源生產企業;
4)電費套利：能源消費者或生產者;
5)電網平衡服務(調頻、備用)：輸電網運營商。
因此，社區儲能的服務對象分為區域電網運營商、輸電網運營商、電力市場和大型能源消費者。
社區儲能模式所提供的服務對電網運營商最具吸引力。其成本低於傳統電網升級改造的成本。同時由於社區儲能的管理和運行是建立在與電網運營商建立長期服務合約的基礎上的，因此也可以為項目的投資回報提供強有力的保證，吸引市場參與方參與其中。
3、社區儲能模式發展面臨的障礙
發展社區儲能模式亟需解決三方面問題，分別是儲能系統的安全協調運行，行之有效的商業模式，有利的制度和規則環境。上表是儲能產業發展面臨的主要障礙，黃色部分為與社區儲能模式最密切相關的方面。其中標準化是確保各類儲能用戶安全運行並與電網有效互動的前提;市場準入是市場主體構建複雜商業模式的前提，收益機制和激勵政策則將會幫助投資者把市場準入的價值最大化;明確“儲能”的定義，對於商業主體而言，將直接影響其能量消費稅率的水平，對TSO/DSO而言，將直接影響其對於儲能的資產所有權。
4、開展社區儲能的建議
電網運營商購買社區儲能服務最關心的是其有足夠的容量隨時滿足電網需求，並且提供穩定和高質量的服務，因此需要建立明確的市場規則，定義社區儲能的主要服務內容。
電網運營商管理社區儲能服務可以通過兩種方式：
1)制定考核規則，對未按指令提供服務進行懲罰;
2)建立針對社區儲能的調度控制算法，確保其提供安全穩定的服務。為此，在技術手段方面，既可以採用儲能運營商安裝監控系統向電網運營商實時展示可用容量的方式，也可用採用獨立的能量管理系統直接控制電池的SOC，確保滿足電網容量需求。
未來構建社區儲能模式和市場可以採用兩種路徑，分別是：
1)在電網有擁塞的地區部署，替代電網升級;私人企業可以管理社區儲能系統併為區域電網運營商提供服務;
2)開展公開的靈活性服務競標，社區儲能可以公平的參與競標並提供服務。
儲行業資訊，傳未來之能！
閱讀更多 美泰儲能網 的文章
