储能技术的进步可能有助于使风能和太阳能成为我们电力系统的支柱，它不仅可以在大平原和莫哈韦沙漠生根，还可以在公园大道的摩天大楼和城市数据中心生根。
一些最引人注目的像数字比特一样存储能量的需求现在来自城市的企业和公用事业公司，这使城市成为一项技术的关键试验场，许多人认为这项技术对于未来的电网至关重要。廉价、多小时的储能——一个长期追求但很大程度上尚未实现的目标——可以将风能和太阳能等可变能源转化为可以像现在的化石燃料或核电站一样按需供电的能源。太阳能电池将太阳的能量转化为电流，电池将电流存储为化学能。
在城市中，分布在整个城市范围内的零星储能设施将使电网无限灵活，甚至可能更可靠。电池可以更靠近实际用电地点供电，而不是仅从大型集中式发电厂输送能源。当发电厂在炎热的夏季努力满足不断飙升的空调负荷时，城市建筑物中或公用变压器旁的大型电池可以在本地供电。
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“城市储能非常有意义，因为城市是负荷所在地，而且这些负荷会上下波动，”电力研究所 (EPRI) 储能项目经理 Haresh Kamath 说。“您可以通过在城市中增加发电量来适应这些变化的负荷，但这很昂贵，而且您需要容忍排放、噪音和燃料的运入。”
那么，为什么储能仍然只是电网电力容量的一小部分？主要原因是成本。廉价的天然气价格和抽水蓄能电站的储能（在抽水蓄能电站中，水在夜间被抽到山上，然后在高峰时段释放以运行发电机）在经济上设定了较低的门槛。这意味着科学家和科技企业家正试图通过两种方式绕过现有技术的低价：追求技术突破和开发巧妙的商业模式。其中一些努力开始显示出希望。
削峰
位于曼哈顿下城的 58 层豪华公寓楼巴克莱大厦去年秋天在其设备中增加了一项不寻常的装置：地下室中一个两兆瓦时的电池，类似于几排商用冰箱。由于它能够在公共区域的 550 千瓦峰值负荷下供应大约一半的电力几个小时，每月节省数千美元，因此业主 Glenwood Management 成为了拥护者。它计划今年在另外三栋商业建筑中安装类似的系统。另外，纽约城市大学今年夏天将安装由初创公司 Urban Electric Power 制造的新型锌镍氧化物充电电池的 200 千瓦时商业原型，这是该公司的第二个测试装置。
与离网家庭中的电池组不同，这些高科技电池系统在太阳下山时不会供电。相反，它们做了一件同样重要的事情：它们节省了公用事业费用。它们解决了能源供应的基本经济学问题，即商业和工业用户在下午和傍晚的用电高峰时段支付更高的电价。通过在高峰时段使用电池而不是电网，他们避免了需量电费，即与客户最大功率消耗相关的费用。
旧金山洲际酒店的区域工程总监兼六家酒店的能源经理 Harry Hobbs 表示，对于旧金山洲际酒店而言，需量电费（也简称为电费）约占每月电费的三分之二。为了降低这些费用，霍布斯只有一种工具可供使用：需求响应，即在高峰时段通过调节恒温器和其他负载来降低功率。但这有可能引起客人和员工对房间过热或过冷的抱怨。然后，霍布斯偶然发现了硅谷初创公司 Stem 的工作，并在旧金山历史悠久的马克·霍普金斯酒店安装了他们的一款冰箱大小的电池。
“当我第一次听到他们谈论这款产品时，我认为他们完全疯了，”霍布斯说。“这对我来说非常陌生。” 现在，这位经理完全被说服了：他已经为加利福尼亚州的其他 16 家酒店订购了更大的电池——尽可能多地从供应商那里采购——并正在寻求扩展到其他州。自从去年秋天安装以来，马克·霍普金斯酒店的第一块电池将峰值需求降低了 20%。霍布斯认为，通过在其他酒店增加电池，他可以在 10 年内节省 220 万美元。“我们并没有减少完成工作所需的燃料量，”他说。“但我们正在转移负荷，并且我们正在避免使用电网达到最大负荷时使用的最脏的‘调峰’电厂。”
能源云
高科技电池不是先决条件——巴克莱大厦系统由 Demand Energy 安装和管理，是一种普通的铅酸电池，而 Stem 使用的是电动汽车中使用的相同锂离子电池。
创新来自于流行的“大数据服务大城市”战略。现代储能系统接入互联网，基于云的能源需求分析可以决定存储能源或为建筑物的一部分供电的最佳时间。“我们正在使客户能够做的是基本上建立自己的发电厂，并从被动用户转变为控制他们如何以及何时使用能源，”Demand Energy 客户服务和产品管理副总裁 Shane Johnson 说。
与公用事业公司相比，典型的商业或工业公司在现场安装电池（或行业术语中的“表后”）时面临的繁文缛节很少。转换只需要在经济上合理，并获得愿意接受非常规解决方案来满足建筑物电力需求的业主的支持。Demand Energy 表示，根据公司的特定需求和现行电价，大型能源用户可以在大约五年内获得投资回报。
与此同时，公用事业公司正在慢慢开始接受储能，这可能会加快该技术的采用。加利福尼亚州公用事业委员会最近要求南加州爱迪生公司考虑使用储能来满足未来几年其约 3% 或 50 兆瓦的本地容量需求。虽然总的来说储能很昂贵，但与安装新的输电设备或撕开路面安装更粗的电力线以满足城市不断增长的电力需求相比，它最终可能会更好。
为纽约市供电的电力公司 Con Edison 将在今年晚些时候测试初创公司 Eos Energy Storage 的锌空气电池在增强当地配电网方面的效果。小型原型将减轻高峰时段输电线路的负荷并提高电压，电压在配电线路末端可能会下降。
储能创新者希望大幅降低的成本和安全的设计将促使更多公用事业公司考虑这项技术。Eos 计划明年推出一种系统，该系统能够以每千瓦时 160 美元的价格提供高达 6 小时的 1 兆瓦电力。例如，这远比锂离子技术便宜，并且设计寿命长达 30 年，远长于传统的铅酸电池。
“相当多的公用事业公司开始明白储能应该是工具包的一部分，但产品还没有完全到位，”Eos 总裁 Steve Hellman 说。“在储能比现有解决方案更便宜且更有效之前，它将只是一个智力上的好奇点。” 单个电池可以执行多项任务，甚至可以将服务投标到日常能源交易市场以最大化收益。
如果企业能够使储能在经济上可行，我们都将间接受益。单个建筑物可以使用电池来存储现场风能和太阳能，从而帮助使电网更清洁。EPRI 的 Kamath 说，储能越靠近终端消费者，整个系统就越可靠。例如，配备储能公寓的住户即使在停电期间也可以获得一些电力服务。
非营利组织纽约州能源研究与发展管理局 (NYSERDA) 首席执行官 Francis Murray 表示，在飓风桑迪过后，飓风桑迪导致数百万人断电，可靠性已成为电网规划者更重要的优先事项，这有助于激发人们对储能的兴趣。“当我们重建城市并对遭受严重破坏的地区进行再投资时，我们需要明智地重建，以便我们的基础设施更具弹性，并且我们可以更快地反弹，”他说。地下室中的电池将是对 DIY 储能是否会成为城市高层建筑中普遍存在的固定装置的考验：如果他们能在那里取得成功，他们就能在任何地方取得成功。