大规模长期储存能量是非常昂贵的。解决这个问题的一种方案是太阳能和风能的短期分散储存。从产业发展的角度看,太阳能和风能的短期分散储存的设备会形成一个新的大规模的工业部门。
从目前世界各国的经验来看,如果只依赖大范围的电网,太阳能和风能在总电力之中的份额只能是一小部分。大部分的电力仍然需要从化石能源提供,或者用可逆的水电站调节,来按时满足能量的实际需要。例如,丹麦目前风力发电的比例已经超过了20%。但是,没有好邻居挪威,这是很难做到的。丹麦和挪威的电网是连着的,挪威绝大部分的电力来自水电站。如果电力超过了需要,多余的电力就用来把水从海拔低的水库泵到海拔高的水库。当丹麦人需要更多的电力时,只要挪威把闲置的水力发电站开动起来,就可以满足需要。但是这种方法只有在特殊的地理环境下才能够实现。一般来说,大规模长期储存能量是非常昂贵的。
解决这个问题的一种方案是太阳能和风能的短期分散储存。从历史上看,这并不是一个全新的概念。在1970—1980年代的第一次能源危机期间,已经出现的许多零星的实例。如果太阳能和风能变成了总能量供应的主流,能量的短期分散和储存势在必行。在这里,我把太阳能和风能的短期分散储存作为和大电网能量传输供应方案平行的一个能量供应方案来讨论。这一方案由于避免了昂贵的直流-交流变流器和电网的建设费,减少了能量变换和传输过程中的损耗,在经济上是合理的。由于人力、资源和国内市场的优势,中国将在这一新兴的工业中占主导地位。
(作者为美国哥伦比亚大学教授)