首先问一下大家，仓库的作用是什么？

大多数人的第一反应肯定是：装东西的。

但是这只是表象，仓库的作用本质是解决生产端和消费端不同步问题，也就是商家的产能和消费者的需求中间不可避免会有时间差，很难做到不耍猴，又能实时相应。

我们生活中的电也存在这个问题，电网的电是边用边发的。或者用多少发多少。这句话说起来简单，但是实现起来可是个大工程，如果是火电还好一点。要是需求少就少烧点煤，夏天或者冬天如果突然遇到一个用电高峰，那就多烧点，或者用燃气轮机调峰也可以，只要容量够，问题都不大。但是水电站怎么办呢？冬天水少可以发电少一点，但是夏天各地都下大雨，河里水位猛涨，水电站发的电用不完怎么办？浪费了多心疼啊，下面我们进入今天的主题——如何大规模储存电？

面临和水电同样问题的，更典型的还有风电、太阳能发电。因为这些电相比水电更不稳定。若要说存电，大部分人脑子里蹦出的第一个词肯定是电池。电池当然可以，什么都好，就是太贵。大规模存储电，现在全世界用的最主流最实用的方式是抽水。是不是听起来有点失望，一点都不高级？

没错，这个方法确实没什么技术含量，但是简单粗暴又实用。

具体操作

在比较高的地方建一个很大很大的水池，也就是水库，如果用不完就用电机抽水，把比较低的水抽到比较高的水库里存起来，哪天电不够用了，就把水库里的水放出来，就是我们的水力发电。这种电站一般称为抽水蓄能电站。这个过程也非常简单，能量转换过程也就两种。往上抽水，是电能转化为水的重力势能存起来；往下放水，是重力势能重新转化为电能。

欧美国家100多年前就开始建抽水蓄能电站了，中国起步比较晚，1968年才开始，而且容量也不大，但是进步很快，毕竟基建狂魔可不是浪得虚名的。2020年11月，世界总装机最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄电站的水库开始蓄水，2022年就能开始发电了。除了抽水这种最主流的蓄能方式，次主流的便是压缩空气。

压缩空气

原理也很简单，就是用压缩机把空气压缩成高压空气存起来，发电的时候把空气再放出来，用涡轮发电。能量转换就是先把电能转化为空气的内能，然后再把内能转为电能，压缩空气原理很简单，但是实现起来比抽水复杂多了。

首先，空气压缩的过程中会产生大量的热量，导致发热，温度越高越难压缩，要想压缩到高压，比如10Mpa，100个大气压，必须得降温。但是降温就会导致空气的能量损失，很矛盾。其次，压缩后的高压空气装在哪？装在气瓶里，则成本上升，而且还危险，并且储存期间还要做好保温，不然漏热了又造成能量浪费。

对于前面提到的温度高的问题，有的系统设计会分级压缩，一次加压别太多，而且每次压缩中间会加上热交换器。第一，是把空气温度降下来；第二，就是把空气降温散出来的能量利用起来，比如，在放气发电的时候，可以用这个能量去加热空气，多多少少能提高点效率。

第二个问题就比较麻烦了，储存高压空气，目前世界上的主流做法说出来你估计大吃一惊，那就是把它们充到地下，比如岩洞、矿井，通常都是在地下几百米。世界上现在最著名的地下储气项目是德国，在1978年投入运营一个电站，空气储存在地下600米的矿井中，气压10兆帕，矿洞总容积31万立方米，输出功率可以达到290兆瓦，能连续充电八小时，连续发电两小时。

美国阿拉巴马州有一个是1991年投入运营，在地下450米，气压7.5兆帕，总容积56万立方米，发电功率110兆瓦，可以连续充气41小时，连续发电26小时。中国起步特比较晚，最大的项目就是2020年8月开工建设的江苏金坛盐穴储气项目，总投资55个亿。第一期规划功率60兆瓦，长期规划能达到1000兆瓦。金坛的盐矿很有名深750-900米，面积约60平方公里，盐储量达162亿吨，被称为江南第一矿。盐采出来之后，剩下的盐穴密封效果很好，用来储存点燃器以及压缩空气，很合适。压缩空气储能的一个大问题，就是效率太低，差不多也就20%，30%都很高了。相比抽水电站的70%-80%，低多了。

什么意思呢？就是我用100度电压缩空气，然后用高压空气再发电，最多只能发出来30度电。但是用来抽水，就回来80度，差了很多。所以，为了提高压缩空气储能的效率，大部分电厂在用高压空气发电的时候都会再补充燃烧天然气，能把效率提高到50%左右。根本原因还是电能和内能之间的转了效率低，而且内能不稳定，容易损失。但是水的重力势能就很稳定。

除了前面说的两种主流储能，还有一些，比如把电能转化为氢气化学能的电解水，转化为机械能的飞轮储能，转化为磁场能的超导储能，形式很多。这个我们以后再讲