儲能技術的進步可能有助於使風能和太陽能成為我們電力系統的支柱，它不僅可以在大平原和莫哈韋沙漠生根，還可以在公園大道的摩天大樓和城市資料中心生根。
一些最引人注目的像數字位元一樣儲存能量的需求現在來自城市的企業和公用事業公司，這使城市成為一項技術的關鍵試驗場，許多人認為這項技術對於未來的電網至關重要。廉價、多小時的儲能——一個長期追求但很大程度上尚未實現的目標——可以將風能和太陽能等可變能源轉化為可以像現在的化石燃料或核電站一樣按需供電的能源。太陽能電池將太陽的能量轉化為電流，電池將電流儲存為化學能。
在城市中，分佈在整個城市範圍內的零星儲能設施將使電網無限靈活，甚至可能更可靠。電池可以更靠近實際用電地點供電，而不是僅從大型集中式發電廠輸送能源。當發電廠在炎熱的夏季努力滿足不斷飆升的空調負荷時，城市建築物中或公用變壓器旁的大型電池可以在本地供電。
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“城市儲能非常有意義，因為城市是負荷所在地，而且這些負荷會上下波動，”電力研究所 (EPRI) 儲能專案經理 Haresh Kamath 說。“您可以透過在城市中增加發電量來適應這些變化的負荷，但這很昂貴，而且您需要容忍排放、噪音和燃料的運入。”
那麼，為什麼儲能仍然只是電網電力容量的一小部分？主要原因是成本。廉價的天然氣價格和抽水蓄能電站的儲能（在抽水蓄能電站中，水在夜間被抽到山上，然後在高峰時段釋放以執行發電機）在經濟上設定了較低的門檻。這意味著科學家和科技企業家正試圖透過兩種方式繞過現有技術的低價：追求技術突破和開發巧妙的商業模式。其中一些努力開始顯示出希望。
削峰
位於曼哈頓下城的 58 層豪華公寓樓巴克萊大廈去年秋天在其裝置中增加了一項不尋常的裝置：地下室中一個兩兆瓦時的電池，類似於幾排商用冰箱。由於它能夠在公共區域的 550 千瓦峰值負荷下供應大約一半的電力幾個小時，每月節省數千美元，因此業主 Glenwood Management 成為了擁護者。它計劃今年在另外三棟商業建築中安裝類似的系統。另外，紐約城市大學今年夏天將安裝由初創公司 Urban Electric Power 製造的新型鋅鎳氧化物充電電池的 200 千瓦時商業原型，這是該公司的第二個測試裝置。
與離網家庭中的電池組不同，這些高科技電池系統在太陽下山時不會供電。相反，它們做了一件同樣重要的事情：它們節省了公用事業費用。它們解決了能源供應的基本經濟學問題，即商業和工業使用者在下午和傍晚的用電高峰時段支付更高的電價。透過在高峰時段使用電池而不是電網，他們避免了需量電費，即與客戶最大功率消耗相關的費用。
舊金山洲際酒店的區域工程總監兼六家酒店的能源經理 Harry Hobbs 表示，對於舊金山洲際酒店而言，需量電費（也簡稱為電費）約佔每月電費的三分之二。為了降低這些費用，霍布斯只有一種工具可供使用：需求響應，即在高峰時段透過調節恆溫器和其他負載來降低功率。但這有可能引起客人和員工對房間過熱或過冷的抱怨。然後，霍布斯偶然發現了矽谷初創公司 Stem 的工作，並在舊金山歷史悠久的馬克·霍普金斯酒店安裝了他們的一款冰箱大小的電池。
“當我第一次聽到他們談論這款產品時，我認為他們完全瘋了，”霍布斯說。“這對我來說非常陌生。” 現在，這位經理完全被說服了：他已經為加利福尼亞州的其他 16 家酒店訂購了更大的電池——儘可能多地從供應商那裡採購——並正在尋求擴充套件到其他州。自從去年秋天安裝以來，馬克·霍普金斯酒店的第一塊電池將峰值需求降低了 20%。霍布斯認為，透過在其他酒店增加電池，他可以在 10 年內節省 220 萬美元。“我們並沒有減少完成工作所需的燃料量，”他說。“但我們正在轉移負荷，並且我們正在避免使用電網達到最大負荷時使用的最髒的‘調峰’電廠。”
能源雲
高科技電池不是先決條件——巴克萊大廈系統由 Demand Energy 安裝和管理，是一種普通的鉛酸電池，而 Stem 使用的是電動汽車中使用的相同鋰離子電池。
創新來自於流行的“大資料服務大城市”戰略。現代儲能系統接入網際網路，基於雲的能源需求分析可以決定儲存能源或為建築物的一部分供電的最佳時間。“我們正在使客戶能夠做的是基本上建立自己的發電廠，並從被動使用者轉變為控制他們如何以及何時使用能源，”Demand Energy 客戶服務和產品管理副總裁 Shane Johnson 說。
與公用事業公司相比，典型的商業或工業公司在現場安裝電池（或行業術語中的“表後”）時面臨的繁文縟節很少。轉換隻需要在經濟上合理，並獲得願意接受非常規解決方案來滿足建築物電力需求的業主的支援。Demand Energy 表示，根據公司的特定需求和現行電價，大型能源使用者可以在大約五年內獲得投資回報。
與此同時，公用事業公司正在慢慢開始接受儲能，這可能會加快該技術的採用。加利福尼亞州公用事業委員會最近要求南加州愛迪生公司考慮使用儲能來滿足未來幾年其約 3% 或 50 兆瓦的本地容量需求。雖然總的來說儲能很昂貴，但與安裝新的輸電裝置或撕開路面安裝更粗的電力線以滿足城市不斷增長的電力需求相比，它最終可能會更好。
為紐約市供電的電力公司 Con Edison 將在今年晚些時候測試初創公司 Eos Energy Storage 的鋅空氣電池在增強當地配電網方面的效果。小型原型將減輕高峰時段輸電線路的負荷並提高電壓，電壓在配電線路末端可能會下降。
儲能創新者希望大幅降低的成本和安全的設計將促使更多公用事業公司考慮這項技術。Eos 計劃明年推出一種系統，該系統能夠以每千瓦時 160 美元的價格提供高達 6 小時的 1 兆瓦電力。例如，這遠比鋰離子技術便宜，並且設計壽命長達 30 年，遠長於傳統的鉛酸電池。
“相當多的公用事業公司開始明白儲能應該是工具包的一部分，但產品還沒有完全到位，”Eos 總裁 Steve Hellman 說。“在儲能比現有解決方案更便宜且更有效之前，它將只是一個智力上的好奇點。” 單個電池可以執行多項任務，甚至可以將服務投標到日常能源交易市場以最大化收益。
如果企業能夠使儲能在經濟上可行，我們都將間接受益。單個建築物可以使用電池來儲存現場風能和太陽能，從而幫助使電網更清潔。EPRI 的 Kamath 說，儲能越靠近終端消費者，整個系統就越可靠。例如，配備儲能公寓的住戶即使在停電期間也可以獲得一些電力服務。
非營利組織紐約州能源研究與發展管理局 (NYSERDA) 執行長 Francis Murray 表示，在颶風桑迪過後，颶風桑迪導致數百萬人斷電，可靠性已成為電網規劃者更重要的優先事項，這有助於激發人們對儲能的興趣。“當我們重建城市並對遭受嚴重破壞的地區進行再投資時，我們需要明智地重建，以便我們的基礎設施更具彈性，並且我們可以更快地反彈，”他說。地下室中的電池將是對 DIY 儲能是否會成為城市高層建築中普遍存在的固定裝置的考驗：如果他們能在那裡取得成功，他們就能在任何地方取得成功。