隨著科技的進步，儲能系統應用不斷改進和發展，并且成本也正在大幅下降。

從表面上看，電力系統由多個電網連接組成，輸電網和配電網在過去100年中沒有太大變化。但這些只是表面特征。如果更加深入地觀察，很容易看到正在發生的轉變：可再生能源發電如今比基于化石燃料的發電更加經濟。消費者現在也成為生產者，能夠在用戶側產生兆瓦級電力，這使得電網成為一種雙向電力管道，分布式能源也已經啟動了其分散化進程。

電網的邊緣被重新定義為在消耗電力地方產生的電力。然而，真正的游戲規則改變者是為電網添加儲能系統。該技術正在電力系統中進行部署，以平衡電力波動，管理峰值需求，使風力發電和太陽能發電可以調度，并減少碳排放。這將是一個不同于以往的電網，儲能系統只是其轉型的一小部分。

改善電池性能

鉛酸蓄電池技術也通過創新方法進行了改進，例如閥控鉛酸(VRLA)、吸附式玻璃纖維隔板電池(AGM)和膠體電池。研究人員發現，通過向電池單體中添加碳元素可以加強閥控鉛酸(VRLA)電池性能，并延長其使用壽命。

研究人員還發現，鉛酸電池組加裝超級電容器可以增強電池性能。該電容稱為UltraBattery，可作為高速充放電循環的緩沖器。使用鉛炭電池和UltraBattery的儲能示范項目始于2011年，至今仍在使用。該項目由美國能源部(DOE)、新墨西哥州公共服務公司(PNM)、桑迪亞國家實驗室、美國電力研究所、S&C電氣公司、東賓夕法尼亞制造公司及其子公司Ecoult公司、北新墨西哥學院和University合作完成的。

超級電容器和鉛酸電池增加了公用事業的儲能選擇

擴大電池供應

各種電池技術存在自己的潛力，但鋰離子電池技術已成為21世紀電網的首選電池技術。鋰離子電池正在為儲能系統部署創造記錄。彭博社預計，在全球范圍內，儲能行業在未來22年內將需要942GW產能，其他研究團隊對此也表示認同，儲能行業面臨的挑戰將是生產足夠電池以滿足部署需求。

SDG&E公司和住友電工合作開發的2MW液流電池試點項目已安裝在SDG&E電網上，用于頻率調節和斷電支持。

有趣的是，電動汽車制造商特斯拉公司提出了有效的電池生產解決方案。該公司與松下公司合作，，首個gigafactory電池工廠于2016年破土動工，目前仍在建設中，建設完成率約為30%。根據特斯拉公司提供的數據，即使在這種情況下，未完工的gigafactory電池工廠在2018年生產了總容量為20GWh鋰離子電池。

其他電池生產商也采用了gigafactory工廠概念，并計劃建立自己的版本。根據調查，預計到2028年全球范圍內已公布有關正在計劃或正在建設中電池工廠達到22家。Benchmark Mineral Intelligence估計，到2023年這些大型工廠中的前10家中有7家將在中國，1家在美國，1家在韓國，還有一家在波蘭。

擴展功能

當特斯拉公司于2015年推出基于鋰離子的儲能業務時，它主要與住宅儲能產品相關，如Powerwall。然而不久之后，該公司推出了商業和電網規模儲能能系統。2018年5月，特斯拉公司儲能業務出現了一個重大里程碑，其生產的鋰離子電池儲能容量超過1GWh。該公司預計將在2019年達到2GWh。其公告指出，特斯拉與其說是一家汽車公司，不如說是一家銷售汽車的電池公司。

2017年，當特斯拉公司首席執行官埃隆·馬斯克宣布，可以在100天內為澳大利亞霍恩斯代爾儲能項目提供100MW/129MWh儲能系統時，其儲能部署得到了巨大推動。特斯拉公司最終實現了承諾，只用了64天就部署完畢。這引起了業界人士廣泛關注，而該項目在2018年運營情況讓它重新成為人們關注的焦點。

沒有人質疑儲能系統價值，其提供的輔助服務對電網運營變得極為重要，而該儲能項目第一年運營情況強調了這一重要性。澳大利亞能源市場運營商(AEMO)報告稱，霍恩斯代爾儲能項目的反應比傳統調峰發電廠更快、更準確、更有價值。

這一點很重要，因為電力系統的安全要求，澳大利亞能源市場運營商(AEMO)簽署了采用天然氣和燃煤發電廠的頻率控制輔助服務合同。在該儲能項目運營一年之后，該公司宣布將終止這個裝機容量為35MW的輔助服務合同，而該公司在2016年和2017年支付電力成本將近2890萬美元。

提供儲能服務對洛杉磯水電局(LADWP)來說也很重要。洛杉磯水電局在其位于莫哈韋沙漠的一個裝機容量為250MWBeacon太陽能發電設施中配套部署了一個20MW/10MWh電池儲能系統(BESS)。

而Doosan GridTech公司的鋰離子儲能系統用于穩定太陽能發電，它可以提供北美電力可靠性委員會(NERC)和美國聯邦能源監管委員會(FERC)所要求的頻率控制、電壓支持、電力平滑等服務。

天然氣發電和儲能系統的組合

天然氣發電廠和儲能設施的組合已被證明對電網的運行和環境都有益。2017年，南加州愛迪生公司(SCE)和通用電氣公司推出世界上第一臺混合動力燃氣輪機。將一個10MW/4.3MWh電池儲能系統與GE LM6000燃氣輪機集成在一起。這種混合動力的特殊之處在于控制系統采用電池儲能系統的電能，直到燃氣渦輪機達到全功率輸出，并使渦輪機處于冷備用模式，這種情況可以減少燃料消耗和碳排放。

發電廠和儲能設施的混合動力應用已在全球范圍內獲得認可。位于匈牙利布達佩斯的ALTEO集團的子公司Sinergy Kft公司在一家天然氣發電廠安裝了一個瓦錫蘭集團提供的一個6MW/4MWh電池儲能系統，作為虛擬發電廠運營，并提供頻率調節服務，并于2018年8月投產。

另一個例子是澳大利亞的Origin Energy公司，該公司正在昆士蘭州北部的一個裝機容量為414MW的Mount Stuart電站安裝一個4MW/4MWh儲能系統。這個電池儲能系統由韓國博松電力技術有限公司提供，將用于備用電源并整合當地可再生能源。此外，在西澳大利亞州的178MWNewman發電站配備一個Kokam鋰離子電池儲能系統，容量為30MW/11.4MWh。

混合動力燃氣輪機采用電池儲能系統允許渦輪機處于完全冷備用模式，這減少了燃料消耗和排放。

海上風電和儲能系統的組合

多米尼加的圣多明各市土地稀缺，但該市的電力需求仍在持續增加。因此采取了非正統的方法供電：建設一個名為Estrella del Mar III的浮動式混合動力發電廠。由西門子公司、ST工程有限公司、儲能廠商Fluence公司里聯合開發的浮動式混合動力裝置，該裝置由一個裝機容量為145MW聯合循環天然氣發電廠，配套部署了一個5MW/10MWhFluence鋰離子電池儲能系統。這個混合發電設施比陸基發電廠更具成本效益。采用儲能系統減少了發電廠碳排放。Estrella del Mar III浮動式發電廠預計將于2021年春季完工并投入運營。

Estrella del Mar III是一個浮動式混合發電部署項目，部署了一個容量為145MW的天然氣發電廠和容量為5MW/10MWh電池儲能系統

Estrella del Mar III是一個固定在海岸附近的浮動發電廠，但另一個海上電力項目是采用儲能系統。它是Northern Drilling公司擁有的名為West Mira超深水半潛式鉆井平臺，采用低排放混合動力發電廠和西門子BlueVault 裝機容量為6MW鋰離子電池儲能系統組合。

West Mira深水鉆井平臺采用西門子BlueVault鋰離子儲能解決方案

據西門子公司稱，BlueVault電池儲能系統可以將柴油發電機的燃油消耗降低12%，減少其運行時間約42%，二氧化碳排放量減少15%，氮氧化物排放減少12%。這是該技術首次適用于鉆井平臺，但這并不是電池儲能系統首次在海上應用，目前已在全球60多艘船舶上進行了現場測試。

電網規模的儲能系統也正在與海上風電場配套部署，并成為海上風電場的重要組成部分。Orsted公司在2018年為其90MWBurbo Bank海上風力發電場增加了一個裝機容量為2MW電池儲能系統用于頻率調節服務。在該項目之后，Orsted公司及其合作伙伴Eversource公司決定將NEC Energy Solution公司的一個55MW/110MWh鋰離子儲能系統與其位于美國馬薩諸塞州Martha葡萄園附近的一個裝機容量為800MW的Bay State風力發電場配套部署。

海上風電+儲能項目的另一個應用是位于蘇格蘭海岸外的30MWHywind浮動式風力發電場。Aggreko公司為其部署一個1MW/1.3MWh儲能系統，使風力發電場更加適合電網。

EDF Energy公司為英國諾丁漢郡的一個裝機容量為41.5MWBlyth海上風電場和1332MWBurton B聯合循環燃氣電廠部署了一個49MW/24.5MWh鋰離子儲能系統。該系統通過提高風力發電場產生的電力來實現雙重任務，并為英國的電網提供平衡。

Blyth海上風電場配套部署的儲能系統

液流電池

鋰離子電池是當今儲能系統中的主流技術，但另一個儲能技術正在掀起波瀾：氧化還原液流電池。

液流電池是由Thaller(NASA Lewis Research Center, Cleveland, United States )于1974年提出的一種電化學儲能技術。液流儲能電池系統由電堆單元、電解質溶液及電解質溶液儲供單元、控制管理單元等部分組成。液流電池系統的核心是由電堆和(電堆是由數十節進行氧化-還原反應)和實現充、放電過程的單電池按特定要求串聯而成的，結構與燃料電池電堆相似。

有多種類型的液流電池可供選擇，但釩、鐵、溴、鈉是目前最受歡迎的商用電池。該技術是電網規模電池儲能系統的理想選擇，因為可用容量由其電池和電解質儲罐的尺寸決定，液流電池具有較長的循環壽命，并提供快速響應時間。

VRB Energy公司宣布，其在中國湖北棗陽部署的一體化示范儲能項目的第一階段于2019年1月投入運營。項目第一階段全釩液流電池儲能系統容量為3MW/12MWh，項目總容量為40MWh。此外，中國大連正在部署一個200MW/800MWh的釩液流電池儲能項目，由大連融科儲能公司制造。

裝機容量為24.5MWPowerStore模塊化儲能系統可以在需要時集成到電網中

圣地亞哥天然氣和電力公司(SDG&E)與住友電氣工業公司宣布，計劃部署一個Bonita全釩液流電池儲能試點項目，這個容量為2MW/8MWh液流電池儲能試點項目預計將運行四年。SDG&E公司負責運營該項目，以提供電壓頻率、斷電支持和不斷變化的能源需求。

另一臺2MW/8MWh釩液流電池安裝在斯諾霍米什縣公用事業區電網上。UET公司利用美國太平洋西北國家實驗室(PNNL)開發的技術，在20個相連的集裝箱中建造并安裝了釩液流電池及其控制系統。該實驗室發現在電解質溶液中加入鹽酸幾乎使其儲能容量增加了一倍，并擴大了其工作溫度范圍，減少了維持溫度控制的需要。

微電網也采用了液流電池，因為當今的微電網需要更長時間儲能。CMI集團宣布已經安裝了一個工業微電網，該系統集成一個4.2MWh儲能系統，該系統包含一個鋰離子電池儲能系統和兩個裝機容量各為2MW液流電池儲能系統。

大連融科儲能、VIZn Energy、住友電工也在致力開發液流電池技術，并且其成本正在下降，與2小時到4小時鋰離子電池儲能的容量相比，它們通常具有6小時至10小時的容量。

長時儲能和儲能租賃服務(ESaaS)

隨著電力工業向21世紀的電力傳輸系統過渡，儲能技術已成為電網發展的關鍵。當增加更多的可再生資源時，儲能系統是平衡電網供需的必要條件。隨著電力供應的分散，儲能系統改善了分布式發電系統性能。要使電網更有彈性，就需要儲能系統以防止和減少電力中斷，而隨著更多電網應用的探索，人們對未來的技術發展有著更多預期，而長時儲能和儲能租賃服務(ESaaS)成為了令人關注的兩個主題。

采用長時儲能系統的重點是控制風力和太陽能發電。研究表明，持續時間超過4小時的鋰離子電池儲能系統正在推動這項技術發展。還需開發更長時間儲能技術，美國能源部因此為持續放電時間高達100天儲能項目的開發和研究提供資助。

另一個趨勢是提供儲能租賃服務(ESaaS)，可以降低儲能系統使用成本。在英國，Solo Energy 公司推出了一系列家庭能源服務，其中包括儲能租賃服務(ESaaS)。Aggreko公司創建了一家ESaaS公司，主要提供儲能系統租賃，租期為兩年到四年。據該公司稱，其Aggreko儲能系統可在全球范圍內使用。

在公用事業領域，綠山電力公司向客戶提供特斯拉Powerwall儲能系統，每月只收取少量費用。

人們對未來五到十年的儲能技術會發展什么樣，有著很多猜測。考慮到過去兩三年技術和市場的快速發展，人們無法預測，但有一件事是肯定的：長時儲能和儲能租賃服務(ESaaS)將是令人興奮的未來。