太陽能和風電等可再生能源，最近成為了熱門的產業(yè)，特別是當信息技術的發(fā)展，使得配電系統(tǒng)的控制有了多種方法之時。但發(fā)展氣候友好型、安全又可負擔的電力的另外一個關鍵組成部分———大規(guī)模電力的存儲———卻很大程度上被忽視了。

　　不過如今，儲能產業(yè)正逐步步入聚光燈之下。在美國，在能源部門激勵下，無論是風險資本的投資興趣，還是管理公用事業(yè)的州政府層的政策轉換，都向能源存儲領域有所傾斜，將儲能設備接入電網的基礎工作已經開始了。

　　能源結構變化呼喚大規(guī)模儲能

　　“儲能是把我們的電網升級到下一個水平的重要程序?！瘪R特·羅杰斯說，他是美國能源部長朱棣文的資深顧問。

　　存儲起來的能源是我們日常生活的一部分，例如手機和筆記本電腦的電池。但是現在的焦點是建設電網規(guī)模的存儲技術?？赡艿耐緩桨ū檬剿娔茉?、空氣壓縮系統(tǒng)、飛輪，甚至超大型的電池。這些技術可以在能源系統(tǒng)中執(zhí)行多項重要任務。

　　電網經營者必須保持電力穩(wěn)定可靠地流向用戶，這項任務被稱之為頻率調整，現在像太陽能和風電這樣不可預測的能源的加入，頻率調整變得復雜化了。外部環(huán)境的轉換會讓這些能源的輸出迅速改變，比如云彩擋住太陽或者風力下降。

　　除了每分鐘都會發(fā)生的輸出功率的變化，太陽能和風電同樣會有更大的產出差異：太陽在夜間不能照耀，在許多地方，風力也只有在白天才穩(wěn)定。能源專家們把這稱為“間歇性”。

　　電網系統(tǒng)通常都是用輸出更可控的化石燃料發(fā)電廠來彌補電網的間歇性。但是如果可再生能源在能源構成中占據更大份額——比如加州的目標就是2020年達到33%——可獲取的在電力波峰和波谷之間起緩和作用的化石燃料比重下降了，這使存儲技術變得尤為關鍵。

　　加州能源會的能源專家麥克·格雷夫贊同這個提法?！皩頃幸粋€時間點，政策要求可再生能源的開發(fā)必須同時伴隨著儲能技術的運用。”

　　更節(jié)能高效的電網頻率調節(jié)方式

　　最近的研究還顯示，與化石燃料相比，儲能技術可以對供需轉換有更快的反應。格雷夫解釋道，能效管理經理可以用儲能技術解決間歇性問題，跟用傳統(tǒng)能源進行調節(jié)相比，可能只需要耗費一半的能源。

      電網系統(tǒng)必須建設起能夠應對電力峰值的系統(tǒng)，這個峰值電網系統(tǒng)可能在一天、一周、一年的不同時段內多次達到。為此目的，公用設施傳統(tǒng)上是依靠投入額外的化石燃料發(fā)電廠發(fā)電。

　　但是化石燃料發(fā)電廠只有在全日制運行時效率才最高。那些為滿足電力峰值需求而開通的邊緣性電廠，其效率一般比較低，而且比終日運行的發(fā)電廠效率低。運用存儲技術來滿足電力峰值，可以不必啟動這些不清潔而且昂貴的發(fā)電站。因為存儲技術的設址更隨意些，所以它對建設運輸線路的要求同樣降低了，某咨詢公司的高級分析師吉姆·艾耶說。這是一個福音，因為大部分的電網系統(tǒng)都爭取建設運輸線的權利。其結果是，在獲批建設后，他們建設的運輸線往往會遠超實際需要。

　　“有些線路可能二三十年都用不上，這是資本的巨大浪費?！贝笮l(wèi)·麥克米倫說，他是儲能開發(fā)和顧問公司兆瓦存儲工場的主席和合伙創(chuàng)始人?！叭绻悴渴饍δ艿脑?，你就無需再建更多的運輸線?！?/p>

　　存儲可以幫助電網系統(tǒng)為其所產電力獲得最優(yōu)價格，通過運用一種叫做“時間轉換”的策略。能源管理者可以夜間獲取能源，將其存儲，然后在其更有價值的需求高峰值期間將其接入電網。無論是傳統(tǒng)發(fā)電廠還是風電場，夜間生產的能源都遠多于使用量。

　　“在西德克薩斯州，風力如此普遍，以至于在夜間，那里的人基本上是讓風車自己轉，而讓風電白白流掉，因為根本就沒有那么多的用電需求?！泵绹茉床康牧_杰斯說。

　　能源部正在支持一些儲能工程，資金來源是國會核準的經濟刺激基金。

　　“今天存儲的解決方案會花費1000美元/千瓦”，羅杰斯說，“我們正努力試圖將其成本降低到100美元/千瓦200美元/千瓦之間?！?/p>

　　風險投資界已經注意到這一點?！艾F在有一大批關于建設電網規(guī)模的儲能體系的建議，這顯示出美國企業(yè)界正在對這個巨大的發(fā)展機遇做出反應?！盋EMA資本的岡德森說。

　　四種發(fā)展中的大規(guī)模儲能技術

　　已經在使用中的最普遍的電網級儲能技術是抽水儲能技術。其方法是在夜里用電力將水抽到更高海拔的水庫，然后在需求高峰時段釋放它們重新發(fā)電來獲取能源。這一技術曾在美國核電站最繁榮的1960年—1970年迅速擴散，用以吸收核反應堆晝夜不停生產出來的過量電力。

　　根據美國能源信息署的數據，2009年，美國有21.5吉瓦的抽水儲能生產能力。盡管如此，這種技術與建設水壩面臨類似的地形和環(huán)境限制，這制約了其更廣的部署。因而，直到2030年，美國能源信息署都沒有新的擴產規(guī)劃。

      另一種大規(guī)模儲能方案是壓縮空氣法?，F在美國只有一處運用該技術的工廠在運行，1991年建于阿拉巴馬。不過另有四座新的工程在興建中。

　　多余的電力被用來強制壓縮空氣，壓縮后的空氣會被存儲在地下洞穴中。操作人員用天然氣加熱壓縮的空氣，然后用渦輪機重新產生電力。就像抽水儲能一樣，這種辦法也會受到地形的限制。而且，它使用天然氣的過程也會帶來新的碳排放，削弱了可再生能源的優(yōu)勢。

　　第三種技術是飛輪技術。一項新的飛輪工程正在紐約興建之中，將被應用于電網頻率調整，現有的飛輪儲能模式僅僅能夠儲能15分鐘。飛輪系統(tǒng)用電開動發(fā)動機，將電能轉化為機械能，之后當需要使用存儲起來的能源時，再將飛輪與發(fā)電機連接，將機械能轉化為電能。

　　第四種方案儲能電池，到現在絕大部分還沒有達到電網級的規(guī)模，不過在日本的一個鄉(xiāng)村已經裝配了大規(guī)模的儲能電池，以達到儲能目的。許多專家認為電池在將來儲能技術格局中最有前景，因為它們可以大規(guī)模運用，而且沒有地域限制。

　　“這個領域的新科學讓我印象深刻，”羅杰斯先生說。這么多電池技術在發(fā)展之中，讓他有信心新的更經濟的電池會出現。

　　政策部署推進儲能產業(yè)發(fā)展

　　新的政策也促進了儲能技術跨越障礙加快部署。

　　“儲能是一種獨特的新事物。每種方案都非常有趣且富于可能性”，儲能開發(fā)商麥克米倫說，“但是市場和管理框架必須作出調整，才能適應和利用好它?！?/p>

　　這些可能會很快發(fā)生。美國聯邦能源管制委員會正在籌劃尋找新的路徑，建立新的規(guī)章以推進儲能成本的降低，有可能為儲能創(chuàng)建獨立的補貼計劃。有關人士也透露，美聯邦政府也可能通過稅收的優(yōu)惠來扶植儲能產業(yè)。

      美國的一些州政府也開始重視儲能設備的建設，引進新的政策推動儲能產業(yè)的發(fā)展。

　　紐約的輸配電公司已經開始采用飛輪和電池這樣的短期儲能設備來進行頻率調節(jié)，也允許這些設備參與到電力調節(jié)市場。美國中西部的州電網公司也開始通過政策、手續(xù)、定價和其他手段來推動儲能服務的部署。加州也通過了儲能方面的法案，為儲能產業(yè)發(fā)展設定了目標。

　　但因為作為新事物，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)對其接受和適應需要過程，儲能產業(yè)更進一步的發(fā)展可能會比較緩慢。