З метою моделювання була взята Західна синхронна мережа США (US Western Interconnection) і припущено, що частка поновлюваних джерел енергії становить 85%.
Автори намагалися з'ясувати, які потреби в технологі
ях зберігання та генерації існують для даного модельного випадку, і які технології забезпечать найнижчу наведену вартість енергії.
Так, особливістю роботи стало порівняння систем накопичення енергії (СНЕ) не тільки між собою, а й з «гнучкими» установками, що виробляють електроенергію, такими як парогазові станції, що працюють на природному газі та оснащеними системами уловлювання та зберігання вуглецю (CCS).
Вчені прийшли до висновку, що для 120-годинного зберігання енергії найдешевшими варіантами в майбутньому будуть «водневі системи» зі зберіганням H2 в геологічних формаціях, а також ПГУ з CCS.
На сьогодні в плані короткострокового (12 годин) і довготривалого (120 годин) забезпечення гнучкості ПГУ без CCS випереджають будь-які системи накопичення енергії, але для декарбонізованих енергетичних систем вони не схожі та тому не розглядаються в сценарії майбутнього розвитку.
У дослідженні вперше в якості технології накопичення енергії розглядаються важкі вантажні автомобілі, оснащені паливними елементами з протонообмінною мембраною (HDV-PEM). У поєднанні з воднем, що зберігаються в геологічних формаціях, такі «накопичувачі» в майбутньому (коли капітальні витрати знизяться відповідно до розглянутого в роботі сценарію) забезпечуватимуть найнижчу вартість енергії (LCOE) при зберіганні понад 36 годин.
Що стосується коротшого періоду зберігання, на сьогодні найнижчу вартість енергії при зберіганні до 12 годин забезпечують пневматичні акумулятори (CAES), ГАЕС, за якими слідують літій-іонні батареї. А ось в майбутньому літієві акумулятори зможуть забезпечувати найнижчу вартість зберігання протягом аж 36 годин (див. графік).
З найдешевшими технологіями довгострокового зберігання (воднем і ПГУ з CCS) є ряд проблем. По-перше, вони не є найдешевшими на коротких періодах, а на тривалість зберігання до 12 годин існує найвищий попит, принаймні, на ранніх стадіях ринку, коли частка РДН ще відносно невисока. Тому сьогодні недостатньо ринкових стимулів для впровадження цих інструментів. По-друге, технологія CCS є новою, і поки що повною мірою невідомо, чи придатна вона для високоманеврових, гнучких електростанцій.
Хоча автори дослідження використовували для аналізу конкретну енергетичну систему в Північній Америці, підходи та висновки можуть бути корисні та для інших регіонів.
На початку 2019 року в тому ж журналі Joule була опублікована стаття «Оцінка майбутньої приведеної вартості технологій зберігання електроенергії» (Projecting the Future Levelized Cost of Electricity Storage Technologies). У деяких моментах її висновок схожі з новою роботою, але, зрозуміло, є і відмінності. Зокрема, в минулому дослідженні робиться висновок, що в тимчасовому діапазоні 10-50 годин зберігання, економічно кращою технологією є ГАЕС.