例如，歐洲能源存儲協會（EASE）表示，能源存儲目標“是對現有歐盟氣候目標的必要補充，將使歐洲能夠建立一個獨立于外部能源進口的本地可持續綠色能源系統。歐盟迫切需要制定能源存儲目標和戰略，以加快當今必要的存儲部署。”簡而言之：當談到我們的能源未來時，沒有儲能就什么都行不通。

然而，EASE等組織關于儲能的此類言論仍然沒有得到應有的公眾關注。現在，每個人似乎都在考慮增加可再生能源（主要是太陽能和風能）的份額，以及逐步淘汰化石燃料以減少二氧化碳排放和確保能源供應的緊迫性。但如果沒有儲能來平衡能源供需，就不可能進一步擴大可再生能源的份額，從而最終使能源供應面臨風險。

目標是到2050年歐盟儲能容量達到600GW

此外，隨著能源需求的增加，發電變得越來越分散——這也需要靈活的能源存儲。所以，部門耦合——將能源轉移到其他經濟部門——取決于擴大能源儲存。所有這些都解釋了為什么這個話題值得公眾更多關注。

目前，歐盟境內擁有約60GW的儲能容量，主要采用抽水蓄能的形式。根據EASE的估計，到2030年至少需要187GW，到2050年至少需要600GW，才能在確保能源供應的同時實現各個經濟部門的電氣化。此外，它將通過消除化石能源淘汰期間電網的慣性來確保電網穩定性。

不存在重大技術障礙

這意味著歐盟面臨著艱巨的挑戰：到2030年每年需要安裝14GW的電池存儲，而不是2020年安裝0.8GW的電池存儲。如果沒有這一點，歐盟國家可能將不得不減少可再生能源發電，并進一步依賴化石能源來提供可調度的能源供應。

雖然這些目標似乎是一項艱巨的任務，但積極得一方面我們看到的是，在輸電和配電層面創建靈活的脫碳能源系統的政治意愿是存在的。雖然各種存儲技術的研發將在未來繼續進行，但目前不存在重大技術障礙阻礙現在實施切實可行的措施并盡早實現這些目標。

儲能解決方案因其應用而異

事實上，所有可用的不同儲能解決方案都可以被視為一種瑞士軍刀，為不同的應用提供了多種多樣的解決方案。

有些電容器，例如超級電容器，可以以高功率密度存儲電荷，因此可以在幾毫秒內提供高能量，這對緩解電網波動有很大幫助。相比之下，電池支持電網穩定性，并通過從幾毫秒到幾小時甚至幾天的時間釋放能量來提供可調度的能量。然后是中期機械解決方案，例如可以存儲數天或數周能量的壓縮空氣存儲，這可以幫助平衡電網。另外，我們還有季節性甚至長期的解決方案，例如氫，它可以將能源從能源部門轉移到經濟的其他部分，例如工業或交通。

電池：靈活、成熟、多用途

讓我們仔細看看短期儲能的經典解決方案：電池，特別是鋰離子電池。作為一種靈活且成熟的解決方案，它們具有廣泛的用途。

最重要的是，它們提供電網服務，例如頻率調節，服務于容量市場，并且可以通過在可用時存儲能源并在能源短缺時提供能源來應對可再生能源的波動。這對于因晝夜循環而需要日常靈活性的太陽能主導系統尤其重要。

電池還有兩個額外的好處：

首先，它們幫助電力生產商或電網運營商防止能源輸出的非自愿減少，也稱為“限電”。其次，它們使能源套利變得可行。這意味著生產商可以在能源價格便宜時儲存能源，并在價格高時出售。

當與風電場等可再生能源結合使用時，電池存儲還有助于根據當前需求管理電力。它們還非常適合黑啟動功能或作為備份解決方案。例如，位于加利福尼亞州安提阿附近的沼澤登陸發電站最近用電池解決方案更換了黑啟動的柴油發動機。另外，數據中心和工業電網的微電網還需要存儲系統來實現靈活的電力使用。

消除電池缺點

盡管電池很重要，但它們也有其缺點。一方面，稀有元素被用于生產，這引發了環境問題以及對供應國依賴的擔憂。然而，隨著研究和開發的不斷進行，稀有元素可能很快就會變得不那么重要。

同樣重要的是找到可持續的方法來重復使用或回收電池。我們還需要開發新的電池概念。例如，我們需要更好的解決方案來幫助我們減少對鋰系統的依賴并最終取代鋰系統。其中一種概念是無金屬液流電池，它可以實現更長的放電時間。總的來說，電池是一個不錯的選擇，但不是唯一的選擇。其他技術可以提供它們目前缺乏的能力。

儲能中長期解決方案

對于以風為主的系統或可能面臨“dunkelflaute”（由于風能和太陽能不足而幾乎無法產生能量的時期）的系統，中長期存儲解決方案至關重要。它們能夠儲存數天、數周或數月的能量，并在需要時提供能量。此外，長期存儲提供了多種機械、熱以及熱機械解決方案。機械解決方案的一個典型例子是抽水蓄能，它已經使用了數千年，占當今全球總儲能的 90% 以上。

相比之下，熱能存儲為任何未來的能源系統增加了另一個重要的組成部分。它利用可再生能源產生的熱量或從廢熱或廢氣中捕獲的熱量，其排放時間和中長期儲存不等。

各種儲熱介質可以是液體形式，例如熔鹽和加壓水，也可以是固體形式，例如鋼、混凝土或沙子。這些存儲介質能夠將熱能跨部門分配回各種過程，包括建筑物或工業過程的加熱和冷卻應用。

“簡而言之，存儲解決方案對于我們的能源未來不可或缺。”

長期存儲和智能控制

我們還沒有提到一項長期儲存技術：氫氣。它的特殊之處在于它是最有前途的實現扇區耦合的技術。只有將可再生能源轉移到其他領域，我們才能實現經濟脫碳，例如建筑、交通、工業和其他領域。盡管存在效率損失，氫仍然是我們當今可用的可再生能源的最佳長期存儲解決方案。

當然，如果沒有可以集成異構元素（例如可再生能源、儲能、燃氣輪機和其他資產以及預計需求和天氣報告）的智能控制系統，將儲能解決方案無縫集成到未來的能源系統中就無法實現。例如，這意味著優化器可以根據天氣預報、技術和財務測量以及其他參數來控制調度。

定義儲能目標

基于儲能資產，智能控制還可以實現虛擬電網擴展、存儲和提供能源。

此外，當旋轉質量離開網格時，它們可以數字化模擬所需的系統慣性（所謂的“網格形成控制”）——所有這些都可以遠程安全地控制。簡而言之，存儲解決方案對于我們的能源未來不可或缺。

然而，要認識到儲能解決方案對于到本世紀中葉實現凈零排放經濟至關重要，還需要付出更多努力。我們必須采取正確的政治和金融措施，以促進向更可持續的能源系統的過渡。與此同時，我們需要定義目標，以便我們知道我們走在正確的軌道上。

互補系統必不可少

例如，加州早在 2010 年就為該州投資者擁有的電力公司設定了到 2020 年儲能容量為 1.3GW 的目標。目前，它正在不斷提高目標，目標是到2045年實現100%清潔能源；如今，目標為 15GW。然而，這還不夠。最近的估計顯示，該州可能需要 55GW 才能實現這一目標。

此類計劃只是一個開始，我們需要看到更多此類舉措。

在世界各地，我們還需要促進政策制定者和私營部門之間以及競爭高效和負擔得起的能源解決方案的公司之間的密切合作。由于世界致力于確保安全和脫碳的能源供應，很明顯，互補的能源存儲系統的組合將是不可或缺的。