太阳能和风电等可再生能源，最近成为了热门的产业，特别是当信息技术的发展，使得配电系统的控制有了多种方法之时。但发展气候友好型、安全又可负担的电力的另外一个关键组成部分———大规模电力的存储———却很大程度上被忽视了。

　　不过如今，储能产业正逐步步入聚光灯之下。在美国，在能源部门激励下，无论是风险资本的投资兴趣，还是管理公用事业的州政府层的政策转换，都向能源存储领域有所倾斜，将储能设备接入电网的基础工作已经开始了。

能源结构变化呼唤大规模储能

　　“储能是把我们的电网升级到下一个水平的重要程序。”马特·罗杰斯说，他是美国能源部长朱棣文的资深顾问。

　　存储起来的能源是我们日常生活的一部分，例如手机和笔记本电脑的电池。但是现在的焦点是建设电网规模的存储技术。可能的途径包括泵式水电能源、空气压缩系统、飞轮，甚至超大型的电池。这些技术可以在能源系统中执行多项重要任务。

　　电网经营者必须保持电力稳定可靠地流向用户，这项任务被称之为频率调整，现在像太阳能和风电这样不可预测的能源的加入，频率调整变得复杂化了。外部环境的转换会让这些能源的输出迅速改变，比如云彩挡住太阳或者风力下降。

　　除了每分钟都会发生的输出功率的变化，太阳能和风电同样会有更大的产出差异：太阳在夜间不能照耀，在许多地方，风力也只有在白天才稳定。能源专家们把这称为“间歇性”。

　　电网系统通常都是用输出更可控的化石燃料发电厂来弥补电网的间歇性。但是如果可再生能源在能源构成中占据更大份额———比如加州的目标就是2020年达到33%———可获取的在电力波峰和波谷之间起缓和作用的化石燃料比重下降了，这使存储技术变得尤为关键。

　　加州能源会的能源专家麦克·格雷夫赞同这个提法。“将来会有一个时间点，政策要求可再生能源的开发必须同时伴随着储能技术的运用。”

更节能高效的电网频率调节方式

　　最近的研究还显示，与化石燃料相比，储能技术可以对供需转换有更快的反应。格雷夫解释道，能效管理经理可以用储能技术解决间歇性问题，跟用传统能源进行调节相比，可能只需要耗费一半的能源。

　　电网系统必须建设起能够应对电力峰值的系统，这个峰值电网系统可能在一天、一周、一年的不同时段内多次达到。为此目的，公用设施传统上是依靠投入额外的化石燃料发电厂发电。

　　但是化石燃料发电厂只有在全日制运行时效率才最高。那些为满足电力峰值需求而开通的边缘性电厂，其效率一般比较低，而且比终日运行的发电厂效率低。运用存储技术来满足电力峰值，可以不必启动这些不清洁而且昂贵的发电站。因为存储技术的设址更随意些，所以它对建设运输线路的要求同样降低了，某咨询公司的高级分析师吉姆·艾耶说。这是一个福音，因为大部分的电网系统都争取建设运输线的权利。其结果是，在获批建设后，他们建设的运输线往往会远超实际需要。

　　“有些线路可能二三十年都用不上，这是资本的巨大浪费。”大卫·麦克米伦说，他是储能开发和顾问公司兆瓦存储工场的主席和合伙创始人。“如果你部署储能的话，你就无需再建更多的运输线。”

　　存储可以帮助电网系统为其所产电力获得最优价格，通过运用一种叫做“时间转换”的策略。能源管理者可以夜间获取能源，将其存储，然后在其更有价值的需求高峰值期间将其接入电网。无论是传统发电厂还是风电场，夜间生产的能源都远多于使用量。

　　“在西德克萨斯州，风力如此普遍，以至于在夜间，那里的人基本上是让风车自己转，而让风电白白流掉，因为根本就没有那么多的用电需求。”美国能源部的罗杰斯说。

　　能源部正在支持一些储能工程，资金来源是国会核准的经济刺激基金。

　　“今天存储的解决方案会花费1000美元/千瓦”，罗杰斯说，“我们正努力试图将其成本降低到100美元/千瓦200美元/千瓦之间。”

　　风险投资界已经注意到这一点。“现在有一大批关于建设电网规模的储能体系的建议，这显示出美国企业界正在对这个巨大的发展机遇做出反应。”CEMA资本的冈德森说。

四种发展中的大规模储能技术

　　已经在使用中的最普遍的电网级储能技术是抽水储能技术。其方法是在夜里用电力将水抽到更高海拔的水库，然后在需求高峰时段释放它们重新发电来获取能源。这一技术曾在美国核电站最繁荣的1960年—1970年迅速扩散，用以吸收核反应堆昼夜不停生产出来的过量电力。

　　根据美国能源信息署的数据，2009年，美国有21.5吉瓦的抽水储能生产能力。尽管如此，这种技术与建设水坝面临类似的地形和环境限制，这制约了其更广的部署。因而，直到2030年，美国能源信息署都没有新的扩产规划。

　　另一种大规模储能方案是压缩空气法。现在美国只有一处运用该技术的工厂在运行，1991年建于阿拉巴马。不过另有四座新的工程在兴建中。

　　多余的电力被用来强制压缩空气，压缩后的空气会被存储在地下洞穴中。操作人员用天然气加热压缩的空气，然后用涡轮机重新产生电力。就像抽水储能一样，这种办法也会受到地形的限制。而且，它使用天然气的过程也会带来新的碳排放，削弱了可再生能源的优势。

　　第三种技术是飞轮技术。一项新的飞轮工程正在纽约兴建之中，将被应用于电网频率调整，现有的飞轮储能模式仅仅能够储能15分钟。飞轮系统用电开动发动机，将电能转化为机械能，之后当需要使用存储起来的能源时，再将飞轮与发电机连接，将机械能转化为电能。

　　第四种方案储能电池，到现在绝大部分还没有达到电网级的规模，不过在日本的一个乡村已经装配了大规模的储能电池，以达到储能目的。许多专家认为电池在将来储能技术格局中最有前景，因为它们可以大规模运用，而且没有地域限制。

　　“这个领域的新科学让我印象深刻，”罗杰斯先生说。这么多电池技术在发展之中，让他有信心新的更经济的电池会出现。

政策部署推进储能产业发展

　　新的政策也促进了储能技术跨越障碍加快部署。

　　“储能是一种独特的新事物。每种方案都非常有趣且富于可能性”，储能开发商麦克米伦说，“但是市场和管理框架必须作出调整，才能适应和利用好它。”

　　这些可能会很快发生。美国联邦能源管制委员会正在筹划寻找新的路径，建立新的规章以推进储能成本的降低，有可能为储能创建独立的补贴计划。有关人士也透露，美联邦政府也可能通过税收的优惠来扶植储能产业。

　　美国的一些州政府也开始重视储能设备的建设，引进新的政策推动储能产业的发展。

　　纽约的输配电公司已经开始采用飞轮和电池这样的短期储能设备来进行频率调节，也允许这些设备参与到电力调节市场。美国中西部的州电网公司也开始通过政策、手续、定价和其他手段来推动储能服务的部署。加州也通过了储能方面的法案，为储能产业发展设定了目标。

　　但因为作为新事物，传统电力系统对其接受和适应需要过程，储能产业更进一步的发展可能会比较缓慢。（来源：环球时报）