储能对可再生能源的成功至关重要

2016年，美国消费了10.16千万亿英热单位(Btu)的可再生能源美国能源情报署(Energy Information Administration)的数据显示。到2018年，这一数字预计将上升到10934千万亿Btu。

许多人对风能、太阳能、水电和地热能等可再生能源表示欢迎，认为它们是如何减少碳排放和减缓气候变化的问题的答案，同时还能为消费者提供负担得起的充足能源。

还有人说，可再生能源还不够可靠，不足以解决我们的能源问题。毕竟，太阳只在白天照耀，风在随机的间隔吹。如果我们依靠风能，而在没有多少风的一天需求很高，我们该怎么办?

解决这个问题的一部分方法是能量储存。科学家们继续研究、开发和部署各种技术储存多余的能量在需要的时候释放到电网中。例如，风力发电场可以在夜间需求较低时储存其产生的能量，然后在第二天需求高峰时将其释放到电网中。

以下是五种储能技术，以及每种技术的优缺点。

电池

在过去几年里，开发一种更好的储能电池一直是能源行业的主要目标。有不同类型的电池用于储能。这些包括锂离子、铅酸、金属空气和钠硫。

电动汽车的发展导致了储能电池的重大改进。各种各样的公司生产用于公用事业规模和住宅储能的电池。

电池是一种合适的能量存储解决方案，因为它们高效、清洁，并且可以非常迅速地提供存储的能量。它们也可以位于发电设施或靠近能源消费者的地方。

而电池的成本一直在下降尽管如此，它们仍然没有其他存储技术那么便宜。一些人担心在我们的电网中大规模安装它们会不经济。

压缩空气

压缩空气储能(CAES)技术将空气压缩并储存在地下容器中。当需要电力时，加压空气被加热，使其膨胀。这种扩张驱动涡轮机并产生电力。

CAES是一项仍在开发中的相对较新的技术，但研究和开发的资金正在增加。在这个过程中，一些能量通过热量损失掉了，这使得它的效率低于其他一些能量储存方法。

然而,正确的维护、操作，储存可以提高效率。研究人员目前正在研究如何节省能源，并在稍后的过程中使用它来加热空气。CAES可以帮助可再生能源更好地应对波动的需求，并以比许多其他方法更低的价格与化石燃料竞争。

泵水力发电

水力蓄能是目前最发达、应用最广泛的储能技术之一。

抽水蓄能系统包含两个水库，一个在高海拔，一个在低海拔。水被储存在较高的水库中，当需要电力时，水被释放到较低的水库中，转动涡轮机，同时发电。

与效率约为75百分比，这种方法是最有效的存储方法之一。事实上，它已经得到了很好的发展，这给了它比其他存储技术的另一个优势，至少目前是这样。它也相对经济实惠，适合大规模使用。

一个缺点是，当需要的时候，能量不能立即获得。另一个问题是，它必须在特定的地点使用，即两个水库在不同海拔的两个区域。

低温

低温储能，又称液态空气储能，是用电将空气冷却至液态。这种液态空气被储存在一个储罐中，当需要电力时，被废热或周围空气转化为气体。然后这些气体带动涡轮机发电。

低温储能工作原理类似于抽水蓄能，但其位置要求更加灵活。这意味着它可以位于电力用户附近。它也适用于大规模和长时间的使用。

单独来看，该系统的效率不如其他系统，但在过程中使用废热和废冷可以提高其效率。该系统也相对较新，尽管它使用了其他更成熟的系统的组件。这意味着它不像其他一些储能方法那样发达，但未来可能会有所改进。

热

在美国，第二常用的储能技术是热储能。热存储将能量保持在一定的温度下，这在将来的某个时候是有用的。

例如，一种方法是利用夜间产生的多余能量把水冻成冰．第二天，寒冷就像空调一样。

在另一个系统中，太阳能被用来制造熔盐。然后，加热的盐被用来产生蒸汽，蒸汽驱动涡轮机发电。

其他例子包括热水、岩石、砾石或混凝土板。

热加热方法往往相对便宜和高效，以及环保。他们也在各种各样的地方工作，包括在发电现场和有需求的地方。

一个缺点是，有些方法在一年中的某些时候不太有用。例如，冬季不需要空调，因此不使用冰储能系统。

能源存储将会有怎样的发展?

目前，工程师们正在利用不同能源的组合——电池、压缩空气、水力发电、低温和热能——基于电力系统的位置，储存可再生能源生产过程中产生的多余能源，以解决当前的排放、安全、分配和峰值需求问题。

储能是能源工业中最有前途的领域之一。它正在开发一系列可能的解决方案，这些解决方案有能力改善我们的电网，特别是当与可再生能源的电力相结合时。虽然我们目前的解决方案有各自的缺点，但它们仍然是令人印象深刻的技术。此外，工程师们不断试验新的技术和技术来改进系统。

在未来，我们可以从微生物那里获得能量，这些微生物可以将甲烷转化为燃料或太空太阳能。该行业已经在讨论从传统发电厂过渡到虚拟发电厂。只有时间才能告诉我们这些技术中哪一种会受到欢迎，但有一件事是肯定的，能源储存的潜力与生产能源的方法一样巨大。