任何時(shí)刻，只要您插上插座，按下開關(guān)，電燈、個(gè)人計(jì)算機(jī)或是微波爐等電器就會(huì)立刻開始為您工作。如此便捷的使用，很大程度上依賴于穩(wěn)定的電網(wǎng)。

電網(wǎng)可以理解為一個(gè)龐大復(fù)雜的機(jī)器。通過對(duì)內(nèi)部的動(dòng)態(tài)調(diào)整，電網(wǎng)可迅速實(shí)現(xiàn)風(fēng)電站與太陽(yáng)能電站等能量輸入與用戶能量消耗的平衡。目前，風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源電站已開始普遍接入電網(wǎng)，但這些可再生能源電站的工作狀態(tài)受環(huán)境影響較大，如風(fēng)電站發(fā)電量受當(dāng)?shù)仫L(fēng)速影響，太陽(yáng)能電站發(fā)電量受當(dāng)?shù)毓庹沼绊懀斎腚娋W(wǎng)的電能存在波動(dòng)；同時(shí)，用戶消耗的電能亦存在峰頂和峰谷。為了保證電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電網(wǎng)需將多余的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，并在電能供給不足時(shí)將儲(chǔ)存的電能釋放出來(lái)。目前，電網(wǎng)可以儲(chǔ)存大約2%的電能，隨著未來(lái)更多可再生能源電站的上網(wǎng)發(fā)電，電網(wǎng)需要更高的能量?jī)?chǔ)存能力。美國(guó)加利福尼亞州已要求，到2020年電網(wǎng)的儲(chǔ)能能力要增加1325兆瓦。

科學(xué)家與企業(yè)家已經(jīng)開始全力尋找新型的、更好的電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)，他們測(cè)試新技術(shù)，改進(jìn)舊技術(shù)，著力提高電網(wǎng)的儲(chǔ)能能力并降低成本。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能量?jī)?chǔ)存聯(lián)合研究中心的執(zhí)行主任杰夫·張伯倫說：“這些技術(shù)將面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)與殘酷的淘汰，那將會(huì)是一場(chǎng)新技術(shù)的大血拼。”

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空氣壓縮儲(chǔ)能

基本途徑：當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)，利用富裕的電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)或空氣壓縮機(jī)，將空氣壓縮后儲(chǔ)存在地下的腔室內(nèi)（洞穴、廢棄礦井等）。稍后釋放壓縮空氣，氣體膨脹驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)工作發(fā)電，補(bǔ)充電網(wǎng)能量。

優(yōu)點(diǎn)：該技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用在采礦等行業(yè)數(shù)十年，同時(shí)，該技術(shù)非常經(jīng)濟(jì)且不涉及任何有毒有害物質(zhì)。

缺點(diǎn)：需要適當(dāng)?shù)臍怏w儲(chǔ)藏空間。2

高速飛輪儲(chǔ)能

基本途徑：當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)，利用富裕的電能加速飛輪轉(zhuǎn)子，飛輪系統(tǒng)保持真空狀態(tài)并使用磁懸軸承，從而降低體系能量的摩擦損耗。當(dāng)電網(wǎng)需求增加時(shí)，飛輪的動(dòng)能將轉(zhuǎn)換為電能。

優(yōu)點(diǎn)：極快速地響應(yīng)電網(wǎng)能量需求變化。

缺點(diǎn)：能量?jī)?chǔ)存大約持續(xù)15分鐘，適用于電網(wǎng)的短時(shí)能量波動(dòng)。

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抽水儲(chǔ)能

基本途徑：當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)，利用富裕的電能將大量的水從低處抽至高處。當(dāng)電網(wǎng)需求增加時(shí)，釋放高處的水以驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電，補(bǔ)充電網(wǎng)能量。目前，95%的電網(wǎng)儲(chǔ)能是利用抽水儲(chǔ)能方式實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn)：可儲(chǔ)存大量能量（一個(gè)直徑1000米、深25米的蓄水器可儲(chǔ)存10000兆瓦時(shí)電能），儲(chǔ)存時(shí)間可超過50年。

缺點(diǎn)：所需的空間巨大，能量?jī)?chǔ)存密度低。4

車輛－電網(wǎng)儲(chǔ)能

基本途徑：可將電動(dòng)汽車等當(dāng)作電網(wǎng)等備份電池組。當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)（如夜間），將電網(wǎng)能量?jī)?chǔ)存在汽車電池組中；當(dāng)電網(wǎng)處于用電峰值時(shí)，將儲(chǔ)存的電能輸回至電網(wǎng)。

優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)用范圍廣，只要有停車場(chǎng)與相應(yīng)的插頭。車主可根據(jù)相關(guān)規(guī)定，獲得一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。

缺點(diǎn)：頻繁的充電與放電會(huì)減少電池的壽命。當(dāng)將電能輸回至電網(wǎng)時(shí)有可能耗盡電池電量，因此，在使用車輛前可能需要繼續(xù)充電，浪費(fèi)車主的時(shí)間。

5鐵路能量?jī)?chǔ)存

基本途徑：當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)，利用富裕的電能驅(qū)動(dòng)裝載了重物的電力機(jī)車沿鐵軌爬坡。當(dāng)電網(wǎng)需求增加時(shí)，機(jī)車沿鐵軌滑下帶動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)電。坡越陡，能量?jī)?chǔ)存效果越好。

優(yōu)點(diǎn)：可迅速給電網(wǎng)補(bǔ)充大量電能。該方法技術(shù)上可行，在美國(guó)加利福尼亞州、內(nèi)華達(dá)州附近正計(jì)劃建成一個(gè)50兆瓦級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

缺點(diǎn)：地形要求嚴(yán)格且占地面積大，只適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)。

6固體電池

基本途徑：當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)，利用固體電池儲(chǔ)存能量；當(dāng)電網(wǎng)能量需求高時(shí)，電池對(duì)電網(wǎng)放電。

優(yōu)點(diǎn)：固體電池的發(fā)展已超過200年，近年來(lái)隨著材料科學(xué)與化學(xué)的發(fā)展，鋰離子電池等新型電池具有更優(yōu)秀的儲(chǔ)能能力，并可以運(yùn)用于多種環(huán)境。

缺點(diǎn)：價(jià)格較高，儲(chǔ)能能力有限，同時(shí)還具有一定的安全隱患，如火災(zāi)等。

7流體電池

基本途徑：流體電池與固體電池類似，但由于使用大的液態(tài)電解質(zhì)儲(chǔ)存箱，流體電池可儲(chǔ)存的能量遠(yuǎn)大于固體電池。

優(yōu)點(diǎn)：可快速向電網(wǎng)補(bǔ)充大量電能。

缺點(diǎn)：占地面積較大，所使用的液態(tài)電解質(zhì)如果泄漏會(huì)造成環(huán)境污染。

8融鹽儲(chǔ)能

基本途徑：當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)，使用聚光鏡將日光聚焦后反射至融鹽存儲(chǔ)罐中，加熱罐中融鹽至538℃以上。當(dāng)電網(wǎng)能量需求增加時(shí)，利用高溫的融鹽加入水產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

優(yōu)點(diǎn)：融鹽儲(chǔ)能已運(yùn)用在大規(guī)模太陽(yáng)能電池電站中。

缺點(diǎn)：儲(chǔ)箱占據(jù)大量空間。

9熱儲(chǔ)能

基本途徑：當(dāng)電網(wǎng)能量需求較低時(shí)，利用富裕的電能將水冷卻并將冷卻后的水儲(chǔ)存在房頂或室內(nèi)的水箱中。在用電高峰，冷卻的水可用來(lái)給室內(nèi)降溫，從而減少對(duì)電網(wǎng)能量的需求。

優(yōu)點(diǎn)：最廉價(jià)、最簡(jiǎn)潔的儲(chǔ)能方式。

缺點(diǎn)：對(duì)建筑物等的冷卻僅在夏季有效。