在利用可变可再生能源 (VRE) 的高渗透率的深度脱碳能源系统中，需要储能来在没有阳光和风的情况下保持灯亮和电力流动——当这些 VRE 资源发电时低或需求高。麻省理工学院能源计划的储能未来研究明确了储能的必要性，并探索了利用 VRE 资源和储能在 2050 年之前有效实现脱碳电力系统的途径。

麻省理工学院能源计划 (MITEI) 发布的一份新的多学科报告“储能的未来”敦促政府投资用于电力系统规划、运营和监管的复杂分析工具，以便高效地部署和使用储能系统。由于储能技术将能够替代或补充电力系统的所有其他要素，包括发电、输电和需求响应，这些工具在未来对电力系统设计人员、运营商和监管机构至关重要。该研究还建议为州和联邦监管机构的补充人员配备和技能提升计划提供额外支持。 

MITEI 报告显示，储能使可靠电力系统的深度脱碳变得负担得起。“传统上，化石燃料发电厂运营商在任何特定时刻都会通过调整流入电网的电力供应来响应电力需求，”雪佛龙化学工程教授兼能源未来主席罗伯特·阿姆斯特朗 (Robert Armstrong) 说。存储研究。“但是风能和太阳能等 VRE 资源取决于每日和季节性变化以及天气波动；他们并不总是可以根据电力需求被派遣。

这项为期三年的研究旨在帮助政府、工业界和学术界规划一条开发和部署电能存储技术的道路，以此作为鼓励整个经济电气化和脱碳的一种方式，同时避免过度或不公平的负担。

该研究重点关注美国的三个不同地区，表明需要在该国不同地区采用不同的储能和电力系统设计方法。使用建模工具展望 2050 年，研究团队还关注美国以外的新兴市场和发展中经济体 (EMDE) 国家，尤其是印度。调查结果强调了存储在 EMDE 国家中可以发挥的强大作用。由于整体经济快速扩张以及空调等耗电技术的采用率不断提高，预计未来 30 年这些国家的电力需求将大幅增长。尤其是，

作者发现，从中长期来看，印度对 VRE 与储能相结合的投资比新的燃煤发电更受青睐，尽管现有的燃煤电厂可能会持续存在，除非受到碳定价等政策措施的强制退出。 

“发展中国家是全球脱碳挑战的重要组成部分，”MITEI 科技副主任、报告作者之一罗伯特·斯托纳 (Robert Stoner) 说。“我们的研究表明，他们如何在未来几十年利用可再生能源和存储成本下降的优势，在不牺牲经济发展和现代化的情况下成为气候领导者。”

该研究考察了四种存储技术：电化学、热能、化学和机械。其中一些技术，例如锂离子电池、抽水蓄能水电和一些蓄热选项，已经过验证并可用于商业部署。该报告建议政府将研发工作重点放在其他存储技术上，这些技术需要进一步开发才能在 2050 年或更早之前实现——其中包括推进依赖于地球丰富材料的替代电化学存储技术的项目。它还提出了奖励成功但不干扰项目管理的政府激励和机制。该报告呼吁联邦政府改变一些管理技术示范项目的规则，以支持更多的存储项目。报告认为，要求分摊成本以换取知识产权的政策阻碍了知识的传播。该报告提倡联邦对与其他美国实体共享信息的示范项目的要求。

该报告称，许多正在关闭的现有发电厂可以通过用蓄热器和新的蒸汽发生器取代化石燃料锅炉，转变为有用的储能设施。这种改造可以使用商业上可用的技术来完成，并且可能对电厂所有者和社区具有吸引力——使用原本会随着电力系统脱碳而被废弃的资产。  

该研究还研究了氢气，并得出结论，氢气的储存用途可能取决于氢气在整体经济中的使用程度。报告称，氢气的广泛使用将受到未来氢气生产、运输和储存成本以及氢气终端应用创新步伐的推动。 

MITEI 研究预测，在深度脱碳的电力系统中，每小时批发价格或能源的每小时边际价值的分布将发生变化——与今天的批发市场相比，极低价格的时间和高价格的时间要多得多。因此，该报告建议系统采用零售定价和零售负荷管理选项，奖励所有消费者将用电从高批发价格表示稀缺的时期转移到低批发价格表示丰富的时期。 

储能研究的未来是 MITEI“未来” 系列的第九篇，探索涉及能源和环境的复杂而重要的问题。以前的研究主要集中在核能、太阳能、天然气、地热能和煤炭（捕获和封存二氧化碳排放）以及美国电网等系统上。Alfred P. Sloan 基金会和 Heising-Simons 基金会为 MITEI 的未来储能研究提供了核心资金。MITEI 成员 Equinor 和 Shell 提供了额外的支持。