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如果我们有更好的方式来储存大量的电力，填补太阳能和风能流动中的缺口，扩大这两种能量的利用规模就容易得多了。
●即使在阳光明媚的洛杉矶，一栋普通房屋就算屋顶上安装了足以满足平均需求的太阳能板，它在1月份每天也有80%的电力需求无法得到满足，而5月份的每日盈余却高达65%。你可以让这样的一栋房屋离网储存这些富余电力，但只能通过安装昂贵的大容量锂离子电池组来实现。不过，如果真的具备可工作数小时的千兆瓦级存储能力，哪怕是小型国家电网（功率为10至30千兆瓦）也可以完全依赖间歇性能源发电了。
●自2007年开始，全球超过一半的人口生活在城市；到2050年，城市人口将超过63亿，占全球总人口数的2/3，人口超过千万的大城市将越来越多。大多数人将生活在高楼大厦里，不太可能仅依靠本地发电，人们将需要不间断的电力供应来满足家庭、服务业、工业以及交通的用电需求。
●设想一下这样的情形，亚洲的一个大城市遭到了持续一两天的台风侵袭。即使长途电路可以满足该城市一半以上地区的较低用电需求，也仍然需要数千兆瓦时的存储电力来渡过难关（或者使用化石燃料作为备用——而这正是我们一直在尝试摆脱的），直到间歇性能源发电恢复正常。目前，在固定和移动设备中均做主力的锂离子电池也不足以满足这样的需求。
据悉，美国爱依斯电力公司正在长滩为南加州爱迪生电力公司建立目前最大的储能系统，包括1.8万多块锂离子电池。预计到2021年完工后，它将能以100兆瓦的功率运行4小时。但是其400兆瓦时的总电量仍然比一个亚洲大型城市在失去间歇性能源供应的情况下所需的电量低两个数量级。比方说，这个城市实际上需要以2千兆瓦的功率发电两天，得到96千兆瓦时的电量。
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我们必须扩大存储量，但怎么做呢？钠硫电池具有比锂离子电池更高的能量密度，但是高温液态金属是一种使用最不方便的电解质。直接将能量储存在电解质中的液态电池仍处于研发初期。超级电容器提供电力的时间也不够长。大众新闻杂志多年来最爱的压缩空气和飞轮，目前也只有十几个中小型设施在使用。我们可以利用太阳能发电电解水以储存氢，但是以氢能源为基础的能源经济模式仍不会很快来临。
所以，说到“大”，我们仍然必须依赖18世纪90年代所推出的技术——抽水蓄能。在高处修建一个水库，将其通过管道与另一个地势较低的水库相连，使用价格较低的夜间电力将水抽到高处，以备在需求高峰时段转动涡轮。抽水蓄能占世界储能的99%以上，但是不可避免的是，这种方式会损失大约25%的能量。许多设施的短期储能功率为1千兆瓦以上（最大的约为3千兆瓦），完全依靠太阳能和风力发电的大城市将需要不止一个这样的设施。
但抽水蓄能需要陡峭的高山或深谷，大多数大城市都不具备这样的条件。上海、加尔各答和卡拉奇等很多大城市都位于沿海平原地带。它们只有在远距离输电时才可以依靠抽水蓄能。人们对更紧凑、更灵活、更大规模、更低成本的电力存储的需求是不言而喻的。但这个奇迹到来的步伐一直十分缓慢。
作者：VaclavSmil
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