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如果我們有更好的方式來儲存大量的電力，填補太陽能和風能流動中的缺口，擴大這兩種能量的利用規模就容易得多了。

●即使在陽光明媚的洛杉磯，一棟普通房屋就算屋頂上安裝了足以滿足平均需求的太陽能板，它在1月份每天也有80%的電力需求無法得到滿足，而5月份的每日盈余卻高達65%。你可以讓這樣的一棟房屋離網儲存這些富余電力，但只能通過安裝昂貴的大容量鋰離子電池組來實現。不過，如果真的具備可工作數小時的千兆瓦級存儲能力，哪怕是小型國家電網（功率為10至30千兆瓦）也可以完全依賴間歇性能源發電了。

●自2007年開始，全球超過一半的人口生活在城市；到2050年，城市人口將超過63億，占全球總人口數的2/3，人口超過千萬的大城市將越來越多。大多數人將生活在高樓大廈里，不太可能僅依靠本地發電，人們將需要不間斷的電力供應來滿足家庭、服務業、工業以及交通的用電需求。

●設想一下這樣的情形，亞洲的一個大城市遭到了持續一兩天的臺風侵襲。即使長途電路可以滿足該城市一半以上地區的較低用電需求，也仍然需要數千兆瓦時的存儲電力來渡過難關（或者使用化石燃料作為備用——而這正是我們一直在嘗試擺脫的），直到間歇性能源發電恢復正常。目前，在固定和移動設備中均做主力的鋰離子電池也不足以滿足這樣的需求。

據悉，美國愛依斯電力公司正在長灘為南加州愛迪生電力公司建立目前最大的儲能系統，包括1.8萬多塊鋰離子電池。預計到2021年完工后，它將能以100兆瓦的功率運行4小時。但是其400兆瓦時的總電量仍然比一個亞洲大型城市在失去間歇性能源供應的情況下所需的電量低兩個數量級。比方說，這個城市實際上需要以2千兆瓦的功率發電兩天，得到96千兆瓦時的電量。

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我們必須擴大存儲量，但怎么做呢？鈉硫電池具有比鋰離子電池更高的能量密度，但是高溫液態金屬是一種使用最不方便的電解質。直接將能量儲存在電解質中的液態電池仍處于研發初期。超級電容器提供電力的時間也不夠長。大眾新聞雜志多年來最愛的壓縮空氣和飛輪，目前也只有十幾個中小型設施在使用。我們可以利用太陽能發電電解水以儲存氫，但是以氫能源為基礎的能源經濟模式仍不會很快來臨。

所以，說到“大”，我們仍然必須依賴18世紀90年代所推出的技術——抽水蓄能。在高處修建一個水庫，將其通過管道與另一個地勢較低的水庫相連，使用價格較低的夜間電力將水抽到高處，以備在需求高峰時段轉動渦輪。抽水蓄能占世界儲能的99%以上，但是不可避免的是，這種方式會損失大約25%的能量。許多設施的短期儲能功率為1千兆瓦以上（最大的約為3千兆瓦），完全依靠太陽能和風力發電的大城市將需要不止一個這樣的設施。

但抽水蓄能需要陡峭的高山或深谷，大多數大城市都不具備這樣的條件。上海、加爾各答和卡拉奇等很多大城市都位于沿海平原地帶。它們只有在遠距離輸電時才可以依靠抽水蓄能。人們對更緊湊、更靈活、更大規模、更低成本的電力存儲的需求是不言而喻的。但這個奇跡到來的步伐一直十分緩慢。

作者：VaclavSmil