Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu tại MIT đưa ra cách đánh giá các lựa chọn công nghệ, bao gồm pin, thủy điện, lưu trữ năng lượng khí nén, và chứng minh được với mức giá hiện nay cho các công nghệ này thì những hệ thống lưu trữ này có giá trị kinh tế với khu vực nào. Nghiên cứu này do Jessika Trancik, giáo sư Nghiên cứu Năng lượng tại MIT, và hai sinh viên William Braff, Joshua Mueller thực hiện, đã được công bố trên tạp chí Nature Climate Change.

Trancik giải thích "Các nhà nghiên cứu và các học viên đã so sánh chi phí của các công nghệ lưu trữ khác nhau, do sự khác nhau về chi phí và thực tế là không có công nghệ nào ưu thế về mọi mặt. Các công nghệ lưu trữ chỉ có thể được so sánh bằng cách nhìn vào bối cảnh sử dụng". Nghiên cứu cho thấy rằng bất kể hoàn cảnh cụ thể nào tại một địa điểm nhất định nào đó, những đặc điểm về cách thức giá điện dao động lại là yếu tố phổ biến và quyết định đến sự yêu thích đối với một số giải pháp lưu trữ nào đó. 

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng ở Texas, hệ thống bơm thủy lực có thể mang lại giá trị gia tăng cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời và gió. Trong các hệ thống này, hệ thống bơm nước lên một hồ chứa, và sau đó nước chảy qua một tuabin để tạo ra điện năng khi cần.

Hơn nữa, họ phát hiện ra rằng việc lưu trữ thủy điện đem lại nhiều giá trị hơn so với một hệ thống lưu trữ sử dụng pin axit chì mặc dù các thành phần công suất sẽ tốn kém hơn vài lần. Điều này là do hệ thống bơm thủy lực có chi phí năng lượng thấp hơn so với hệ thống ắc quy chì-axit. (Công suất năng lượng là lượng tổng năng lượng có thể được lưu trữ trong hệ thống, và công suất điện là bao nhiêu năng lượng có thể được phát tại một thời điểm nhất định từ hệ thống). Một hệ thống lưu trữ khí nén cũng có thể bổ sung giá trị tương đương với hệ thống bơm thủy lực. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng pin rất hấp dẫn bởi vì chúng có thể được lắp đặt bất cứ nơi nào và không phụ thuộc vào đặc điểm tự nhiên ở một số khu vực.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng, có rất nhiều nghiên cứu về hệ thống lưu trữ cho các nguồn năng lượng tái tạo, đã tập trung vào việc sử dụng các hệ thống để điều chỉnh các kết quả đầu ra liên tục để đáp ứng tốt hơn nhu cầu biến động. Nhưng trong thực tế, hầu hết các trang trại gió hoặc năng lượng mặt trời được cho vào lưới điện, vì vậy điều quan trọng đối với các nhà đầu tư tiềm năng là đường cong giá chứ không phải là đường cầu.

Đáng ngạc nhiên, mặc dù có sự khác biệt vùng miền rộng trong giá cả trung bình và lượng biến đổi trong nhu cầu và giá cả, "công nghệ lưu trữ tốt nhất tại một địa điểm cũng là tốt nhất tại địa điểm khác," Trancik nói. "Điều này là do sự tương đồng giữa các địa điểm trong việc phân bổ thời gian của đợt tăng giá điện. Mô hình này có thể xuất hiện do những hạn chế của chu kỳ hàng ngày, và tương đồng trong khi mọi người đi làm và về nhà, và nói chung là cách sử dụng thời gian của họ. "

Cho dù một hệ thống lưu trữ năng lượng là đáng giá thì vẫn rất khác nhau theo vị trí lắp đặt, vì sự khác biệt lớn về tần suất và cường độ của các đột biến trong giá cả và cách thức các nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời và gió dao động theo thời gian, cô nói. 

"Điều này có nghĩa rằng những kết quả này có thể được sử dụng để thông báo cho đầu tư phát triển công nghệ lưu trữ của khu vực tư nhân và chính phủ, và có thể thông báo những nỗ lực kỹ thuật trong các phòng thí nghiệm," Trancik nói. "Các kết quả sẽ có được ít nói chung và ít hữu ích cho những nỗ lực phát triển công nghệ nếu chúng tôi phát hiện ra rằng hướng cải thiện chi phí tối ưu, kinh doanh ra khỏi chi phí công suất năng lượng và công suất điện, là khác nhau trên khắp các địa điểm."

Tại thời điểm này, nghiên cứu cho thấy, chi phí của hệ thống như vậy vẫn chưa đem lại đủ lợi nhuận mà không có chính sách hỗ trợ để áp dụng rộng rãi để tạo ra một vết lõm lớn trong phát thải khí nhà kính toàn cầu. Nhưng, Trancik nói, nghiên cứu này cho thấy rằng việc thông qua thị trường đã có ý nghĩa tại một số địa điểm, và có thể được tăng lên với sự hỗ trợ chính sách công khiêm tốn, do đó sẽ kích thích cải tiến công nghệ trong lưu trữ để khuyến khích phát triển hơn nữa. Nghiên cứu cũng đưa ra hướng dẫn về việc bao nhiêu chi phí của một công nghệ được cần phải được đưa xuống để cho phép triển khai như vậy, và các khía cạnh của hệ thống cần sự cải thiện lớn nhất - và do đó, nơi nghiên cứu cần được chú trọng. Ví dụ nó cung cấp chỉ tiêu chi phí cho pin dòng chảy khác nhau đang được phát triển.

Đối với nghiên cứu này, nhóm đã thử nghiệm tại 3 bang: Texas, California, và Massachusetts. Họ tìm ra rằng, hiện nay, các hệ thống lưu trữ này chỉ có ý nghĩa với Texas, California. Họ đang lên kế hoạch mở rộng nghiên cứu nhiều địa điểm hơn nữa để xem kết luận tổng thể của họ được áp dụng rộng rãi hơn hay không.