汽油車(chē)的油箱和電動(dòng)車(chē)的電池都是儲能裝置。水電湖、電廠(chǎng)待燒的煤山，都是一種儲能形式。不幸的是，電網(wǎng)的開(kāi)始并沒(méi)有考慮任何類(lèi)型的間歇性可再生能源。大規模儲存這種清潔能源以備將來(lái)使用是現在最重要的生存競賽。

長(cháng)時(shí)間重力儲能長(cháng)時(shí)間重力儲能長(cháng)時(shí)間重力儲能長(cháng)時(shí)間重力儲能長(cháng)時(shí)間重力儲能長(cháng)時(shí)間重力儲能

在遙遠歷史的某個(gè)時(shí)刻，人類(lèi)馴服了火。他們首先開(kāi)始燃燒木材，在許多千禧一代之后，他們開(kāi)始挖掘化石燃料來(lái)燃燒。燃燒這些東西有利于創(chuàng )造能源和電力——人類(lèi)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。

但在相對較近的歷史上的某個(gè)時(shí)刻，人類(lèi)意識到燃燒所有這些東西也會(huì )導致人為的二氧化碳排放和其他污染物。它們的影響是全球變暖、氣候變化和對人類(lèi)生存的威脅。我們必須想出一種零排放的發(fā)電解決方案。

出于將損害降到最低的近乎絕望的愿望，人類(lèi)將目光、知識和資源轉向接近零排放的能源創(chuàng )造方式，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水力等。目標是用清潔能源替代化石燃料能源，盡可能接近零排放。

問(wèn)題是——房間里巨大的猛犸象——電網(wǎng)在設計時(shí)考慮了三個(gè)連續的階段：1)生產(chǎn)能源(從易于儲存的東西中獲取)，2)將能源輸送給消費者，以及3)消耗能源由無(wú)數電子設備提供的能量。

這是一臺永無(wú)止境的機器，能源需求的下降和高峰通常會(huì )導致能源的嚴重損失?；蛲ｋ姟，F在想象一下，用那些在電網(wǎng)負載低時(shí)產(chǎn)生過(guò)多能量而在電網(wǎng)負載高時(shí)產(chǎn)生過(guò)多能量的間歇性可再生能源替代該傳動(dòng)裝置中的化石燃料來(lái)源。這簡(jiǎn)直就是天啟。

我希望我們有一位奇異博士或澤維爾教授在一夜之間神奇地改變我們的網(wǎng)格。相反，唯一合乎邏輯的解決方案是增加第四階段：存儲間歇性可再生能源以備后用。說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。

水、煤、石油和天然氣本身就是能量?jì)Υ娴男问?mdash;—能量在各種發(fā)電廠(chǎng)中轉化為電能。但是電力不能儲存在一個(gè)簡(jiǎn)單的容器中，例如水壩儲存水、煤礦床或石油和天然氣罐。

為了儲存電力，它需要一個(gè)非常特殊和復雜的容器——某種電池，這是一項非常新的技術(shù)，與化石燃料的使用相比幾乎處于起步階段。

或者也許電能可以轉化為能量，我們可以以某種方式儲存這些能量，然后在我們需要的時(shí)候將其轉化為電能。

那么如何才能將電能轉化為能量供以后使用呢?

通過(guò)簡(jiǎn)單地使用撞擊牛頓頭部的力——哦，等等，那是一個(gè)蘋(píng)果……沒(méi)關(guān)系，這是引力，它把有質(zhì)量的物體拉向彼此。因為地球很大而我們所有人都很渺小，由于重力的作用，來(lái)自太陽(yáng)的第三塊巖石將我們固定在地面上(否則我們都會(huì )漂浮)。

理論講完了，讓我們做一個(gè)能量轉換實(shí)驗。拿起你手中的東西，將它舉到你頭頂的高度。我希望這不是您的智能手機，因為現在您必須放手。哎呀，我希望你的手機殼很好，否則你真的很討厭它。

開(kāi)個(gè)玩笑，當你舉起物體時(shí)，你為此運動(dòng)消耗了一定的能量。但是你也給那個(gè)物體“充電”了一些能量——勢能。當你放下物體時(shí)，它會(huì )因為重力而下落。如果有某種裝置可以抵抗重力，則物體的勢能可以轉化為電能。

我知道，這是物理，你可能在學(xué)校討厭它。那么，想一想汽車(chē)的制動(dòng)：當你踩下踏板時(shí)，制動(dòng)能量在燃油汽車(chē)中以熱量的形式散失，或者在混合動(dòng)力汽車(chē)中轉化為電能并儲存回電池中或電動(dòng)汽車(chē)。

考慮到電動(dòng)汽車(chē)的例子，當一個(gè)物體從高處掉落時(shí)，它“儲存”的能量可以通過(guò)一個(gè)可以阻止其下落的裝置轉化為電能。簡(jiǎn)而言之，這是任何形式的非電池型重力儲能的簡(jiǎn)單原理。

電池很好。但他們根本不夠

就汽車(chē)、電子產(chǎn)品和儲能而言，電池，尤其是鋰離子電池，是近期和中期最安全的選擇。嗯，這并不完全正確，因為我們需要大量的資源來(lái)滿(mǎn)足每一個(gè)需求。

幾十年后，我們將擁有數千億臺由電池供電的設備和小工具、十億輛使用電池的電動(dòng)汽車(chē)、數十億個(gè)家庭和辦公室儲能設備以及數百萬(wàn)個(gè)大型儲能項目。

這些大型儲能項目對電網(wǎng)至關(guān)重要。目前，基于鋰離子電池的解決方案能夠維持幾個(gè)小時(shí)甚至幾天的最大功率輸出。但它們充其量只是一種備份解決方案。

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