想象一下，如果未來的大部分能源需求通過太陽能和風能來滿足。那么在夜晚或風力不足的時候將會面臨嚴重的電力不足。除非未來的電力系統成為一個巨大的“超級電網”，全球各地連接大量的電力線路，當某地電力不足時，另一個地方可以即時供應。隨著新興技術的進步和發展，電池儲能技術可能徹底改變人們生產和消費電力的方式。

傳統上，電池儲能系統被認為過于昂貴并且無法為電網公用事業部門和客戶提供充足的電能。然而，這種經濟學正在迅速變化。隨著電動汽車成為市場主流，法國、中國和英國等全球主要的經濟體逐步淘汰使用汽油和柴油的車輛，市場對鋰離子電池的需求激增。與此同時，在美國的加利福尼亞，太陽能發電如今為近500萬個住宅用戶提供電力，當地的住宅和公用事業運營商提供的電網規模儲能項目正在降低能源成本。

最近發表在《自然能源》雜志(Nature Energy)上發布的一份研究報告中指出，儲能價格上比太陽能發電或風力發電下降得更快。這個研究模擬了太陽能發電、風力發電和電池儲能系統組合在未來發生的各種情況，并展示了這些系統在電網方面如何與化石燃料發電廠開展競爭。在研究和開發方面的公共投資和私有投資對實現這一目標至關重要，但美國聯邦預算提案中資金不足，這可能對尋找低成本解決方案讓電網更加清潔受到嚴重影響，不利于環境保護和公共健康。

如今在加利福尼亞州，許多住戶的住宅安裝太陽能電池板，連接電網的發電廠不必生產太多電力，可以通過關閉一些傳統發電機來節省能源。然而，一旦大多數人晚上用電，而太陽能發電和風力發電不足時，加利福尼亞州的電網運營商將面臨兩難選擇：如何應對不斷增長的電力需求，從而減少電網電力使用量?天然氣峰值發電廠通常被要求提供備用電源，并保持電網可靠性以防止可能的電力中斷。然而，與聯合循環燃氣輪機產生的電力相比，天然氣發電效率偏低。

特斯拉公司Powerwall電池目前的價格約為350美元/千瓦時。對于許多客戶來說，其價格仍然是遙不可及。然而，美國能源部在2020年之前設定了100美元/千瓦時電池儲能的目標。這是可以實現的。研究發現，鋰離子電池的價格從20世紀90年代初每千瓦時10,000美元下降到幾百美元，其創新的步伐令人印象深刻。

電池儲能的一個例子在于低估了太陽能發電的潛力。過去十年中太陽能電池板的安裝量大大超過了專家預測。而為了充分利用電力，人們需要開展投資研究，以降低儲能成本，以便隨時使用太陽能或風能。

特斯拉公司采用鋰離子電池的故事并不是唯一的例子。德國柏林計劃在安裝一個功率為120兆瓦的液流電池儲能系統，以支持風能和太陽能的發展。加利福尼亞州已經制定了美國電網的第一個“儲能任務”政策，要求公用事業公司到2020年采購1.325 GW的儲能產品，并且有多種儲能選擇，并不限于鋰離子電池儲能系統。人們在未來可能會看到配電系統將部署小型飛輪提供短時間的電力，并與液流電池相結合，提供多小時儲能，可在電力高峰需求期間為辦公樓或數據中心供電。

想象一下，如果人們可以使用太陽能和風能而不必考慮是否供應不足的話，那么就可能完全淘汰化石燃料的發電廠。這提供了一種低碳的電力選擇，它比煤炭發電或天然氣發電環保，并且使用可以按需控制的電池儲能系統，同時可以在幾秒鐘內響應。

但這說起來容易做起來難。為什么沒有采用儲能系統?正如研究表明的那樣，這種選擇需要具有財務可行性，人們在部署和轉型低碳技術方面需要獲得創新和投資。