电池准备好了吗？100％清洁能源需要存储方面的进步

从长远来看，对于一个100％可再生能源的社会来说，不可避免地要储存能量。可再生能源的两个主要来源是风能和太阳能，它们要么善变，要么在晚上可靠地无法获得。

问题在于，最简单的电能存储方式是电池，而这张来自Wikipedia的图片（给罗伯特·拉皮尔（Robert Rapier）的技巧提示）说明了一个重大的技术障碍：我们最简单的选择也是我们拥有的能量密度最低的材料。

在这种情况下，实现100％可再生能源的未来有两种可能的途径：低密度，低成本存储或更高密度存储的质量分布。

在某些方面，我们已经沿着第一条道路前进。电池供电的iPad和笔记本电脑的广泛普及已导致电池能量密度的提高和成本的降低取得了长足的进步。下图（用于我们的电力系统民主化报告）说明了过去15年的变化。

电动运输是下一次迭代，使用更大数量级的电池（例如，容量为23 kW-h的日产Leaf电池的存储容量是Macbook Pro笔记本电池的300倍）。这些是第一代商用电池，可能会大大提高容量和成本。此外，随着电动汽车成为动力传动系统的标准，拥有数亿辆汽车的美国汽车的庞大存储容量将超过40亿千瓦时。最近的一项研究表明，210万辆汽车的存储容量可以在电网上（在西北部）额外增加10吉瓦的风能。德国人曾经是清洁能源整合的领导者，其15％以上的电力来自从风能和太阳能，还研究了电力到储氢（上图显示，氢的能量密度具有一些优势）。虽然效率不如电池（三分之二的电力损耗，而电池的往返损耗为10-20％），但生成的氢气可用于天然气发电厂中以提供备用电源或通过管道输送到天然气网络中建筑热量。它不仅灵活，而且很有用，因为特别是在低耗电期间（夜间），风能会达到峰值。

对于美国来说，好消息（或坏消息，取决于您的观点）是，可再生能源在总发电量中所占的比例很小，因此不需要大量储能。现有的发电厂有足够的备用能力来填补可变的可再生能源所留下的空白。尽管这种状况并没有使环保主义者对美国电力行业产生兴趣，但这确实意味着有时间看到存储技术的改进。

我很乐观

该帖子最初出现在ILSR的“能源自立邦”博客上。