加州是美國清潔能源發展最為激進的州之一。2016年底，加州境內風電、光伏、光熱的裝機容量已經占到加州總裝機容量的20％，其中光伏約占11％。

 

　　隨著可再生能源比例越來越高，尤其是光伏比例的大幅度提高，其波動性對電網系統的影響也越來越大。2012年，加州獨立系統運營商CAISO發布報告，提出在用電處在高峰、而光伏發電降低的傍晚時分，需要大量的柔性輔助服務來平衡系統。

 

　　這一動態響應的預測曲線就是加州有名的“鴨型曲線”(Duck Cruve)。

 

　　圖中的曲線表明了加州一天24小時中總能源需求減去可再生能源供應的凈需求。在傍晚，隨著太陽落山，光伏發電迅速減少，而用電需求卻在晚間進入高峰，需要非光伏發電迅速補充。

 

　　圖中多條不同的曲線代表著不同年份的預測值，位置越低的曲線代表越往后的年份，系統中接入了更多的光伏發電。隨著光伏裝機越來越高，這個反差越來越大，導致“鴨肚子”越來越深(光伏發電峰值時，非可再生能源發電越來越低)，“鴨脖子”越來越陡(傍晚光伏迅速下降，非可再生能源需要更迅速補充)。

 

　　2016年，CAISO報告稱當前的鴨型曲線已經到了此前2012年預測的2020年才會達到的水平。包括中國在內的其他國家隨著可再生能源、尤其是光伏裝機比例提高之后，也會面臨類似挑戰。

 

　　為了適應光伏裝機大比例提高對電力系統帶來的挑戰，儲能的應用也理所當然地提上了日程。

 

　　與英國成熟的電力市場機制顯著不同的是，自從21世紀初加州電改出現了大停電之后，加州停止了市場自由化改革步伐，至今仍然是一個監管市場。這也決定了加州發展儲能并沒有英國成熟的市場機制做支撐，而是依靠政府部門的政策指引，由市場主體去執行。

 

　　加州的電力產業結構并未完全分拆，投資者所有的公用事業公司(IOU)是加州發電、配電和售電環節的主要玩家，它們都是垂直一體化的公司。加州有三大IOU，圣地亞哥電氣公司(SDG&E)為圣地亞哥和南奧蘭治縣的360萬居民服務，南加州愛迪生公司(SCE)為包括洛杉磯在內的加州中南部的15個縣的1500萬居民服務，總部位于舊金山的太平洋電氣公司(PG&E)為包括舊金山市在內的加州中北部540萬居民服務。此外，也有部分公眾所有的公用事業公司(POU)開展業務。

 

　　在系統運營商層面，加州有獨立的電力系統運營商CAISO，負責監督加州電力系統、輸電網和電力市場的運營。而在監管層面則略微有些復雜，電力市場、輸電網和大壩項目是接受聯邦監管的，加州公用事業委員會(CPUC)監管在加州境內開展的投資者擁有的電力和天然氣等公用事業項目。

 

　　由于這樣的市場結構，加州的儲能發展以政策引導為主，以三大IOU為主體來實施。

 

　　2010年，加州通過了AB2514法案，這個法案是一個戰略決策，它要求CPUC制定合適的儲能采購目標。

 

　　2013年10月，根據AB2514法案，CPUC設置了儲能采購框架，為加州三大IOU(PG&E、SCE和SDG&E)設定了到2020年部署1325MW儲能的目標。后來，根據AB2868法案，又將2020年的裝機容量目標提高了500MW，到2020年儲能裝機將達到約1.8GW。

 

　　CPUC目標采購的商業模式是由三大IOU來主導。這些儲能項目由IOU進行競爭性采購，由中標的開發者或承包商供應。而項目的費用會使得IOU提高費率，會傳導到消費者能源賬單的費用中，由消費者買單。

 

　　在政策引導下，到2016年底，1.8GW儲能裝機目標已經完成了一半。并在今年建成了目前全球最大的兩個電池儲能設施。2017年1月，特斯拉為南加州愛迪生公司(SCE)的Mira Roma變電所建成了輸出功率為20MW，總容量為80MWh的儲能系統，成為當時全球最大的電池儲能系統。隨后在2017年2月，這一紀錄就被打破，AES公司為圣地亞哥電氣公司(SDG&E)在加州Escondido市部署了輸出功率為30MW、總容量為120MWh的儲能系統。

 

　　由于有著政策引導，加州模式下，通過設定目標，可以實現系統的快速交付。但是對于儲能開發者來說，如果在IOU的招標中無法中標，前期的研發投入就很有可能無法收回。此外，IOU主導的招標，也存在審查不足的問題，無法有效激勵公司追求電池成本效益和技術創新。與之相比，英國電力市場中的競價和競標，能夠讓儲能開放商有更靈活的參與機制和退出機制。

 

　　綜合來看，目前英國與加州在儲能發展的競賽中領跑，它們有更好的應用案例。兩個地區不同的能源產業組織結構決定了二者的政策存在區別，因而也導致儲能的商業模式不同。英國私有的、分拆的電力市場給儲能的發展提供了競爭機制。而加州由于市場功能欠缺，通過政策激勵建成了目前世界上最大的儲能設施。

 

　　英國儲能投資主要是市場驅動，因此投資機會在電力市場中。加州的儲能投資主要是政策驅動，因此投資機會與政策、監管決策者和控制資金的公用事業公司緊密相連。二者的最佳組合應該是從政策資金支持的示范項目開始起步，隨后過渡到在電力市場中實現穩定的收入。而在多數地方，監管部門還沒有想明白應該如何引導儲能投資。

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