自由电力市场下，人们很可能享受不到太阳能、风能等清洁能源带来的便宜电价。而且，储能的发展有可能与碳中和目标渐行渐远。近日，英国剑桥大学博士生秦鑫作为第一作者在《焦耳》发表论文，提出上述颠覆常识的结论。但论文同时指出，碳中和与便宜电价，对美国而言可能将面临二选一，而中国通过后发优势有机会避开美国踩过的坑。
该工作由太原理工大学教授孙宏斌团队与美国哥伦比亚大学助理教授徐博伦团队、剑桥大学教授Ioannis Lestas团队、清华大学清华-伯克利深圳学院教授郭烨团队合作完成。
初入剑桥大学的秦鑫发现，在这所大学里，研究电力系统的教授，年龄差距非常明显：要么不到40岁，要么年过花甲甚至古稀。不到35岁的徐博伦在美国也发现了同样的现象。教授年龄断层的背后，揭示了电力市场设计这门学科所处的境地。
美国工程院评选的20世纪对人类社会生活影响最大的20项工程技术成就中，电力系统排在首位。然而三四十年来，传统电力系统基本停滞不前，无法吸引人才。电力系统是构成整个社会传输能量的大动脉，“牵一发而动全身”是其最显著特点。该系统既要求安全、高效，现在又要求重视低碳，是人类自创的最复杂的动态系统，也是黑客最感兴趣的“软肋”。一个经典案例极具代表性。
曾经，加拿大温哥华一个发电机组出现小规模震荡，蝴蝶效应传至数千里，最后在美国加利福尼亚州演化为一场停电事故。电力系统这“牵一发而动全身”的特点，放在交通等其他系统里几乎不可想象，就像一场汽车追尾事故能影响另一个省的高速路网络。
储能是电网里的大型“充电宝”，风电、光伏等新能源都是“看天吃饭”，发电量具有波动性、间歇性，而有了这个“充电宝”，就可以在电量丰足时吸收余电、在电量亏欠时放电补能。
为了减少波动，当风电、光伏装机量大踏步前进时，很多国家的储能设施也在同步兴建。储能稍微改变了一些电力市场的游戏规则，但是谁也无法精确测算出它的影响有多大。徐博伦在美国麻省理工学院做博士后时研发出一套用于储能参与电力市场竞价的算法，运算速度非常快。以此为基础，他想把储能的市场定价模型、市场出清模型和电力系统市场运行模拟平台结合到一起，预测储能增加后的定价盈利模式，以及它在电力系统中的表现。
在更庞大复杂的系统里增加了关键变量，模拟结果定然超乎想象。
徐博伦表示，如果未来有碳交易市场或碳税等机制，储能的盈利手段就会更多，也会更容易权衡经济和环境效益。还有一种手段是储能因为帮助接纳新能源而获得补贴，不过这样做的前提是在一个大电力系统中量化某一个储能系统的贡献，这在技术上还无法实现，因为我们无法记录自己用的每一度电是来自风电还是光伏。
由于各个国家和地区的实际情况差异较大，徐博伦暂时无法给每个国家提出更具体的指导建议，但是推演的结论具有普适性，并且还有更广阔的研究空间。太原理工大学副校长孙宏斌认为，我国正处于电力市场建设的早期，储能和电力市场设计的关系是一个需要及早考虑且挑战重重的课题。“我们拥有后发优势，一定可以设计出更合理、更灵活的电力市场，既能用上便宜的新能源，又能加快实现碳中和。”