前一阵子绿学院发布几篇关于电力系统内的储能、电动车用的动力电池及锂电池观点文章，我看了文章下面的网路留言，发现许多人提出类似的问题：「怎么没有写抽蓄水力储能，这可是最大的储能系统哩！」
网路上的留言是对的，如果把认知地图往外扩，储能本来就不只锂电池，之所以一直谈锂电池，是因为锂电池是目前高手擂台上最具冠军相的选手。
我们现在即将开始的「储能电池白话文运动」系列文章，会把之前的文章串起来，建构你对各个储能电池选手的基础认知，包括其原理及差异，了解哪种电池在哪些应用场景最能发挥战力，学会用行内的角度看事情，不会再眼花撩乱，一听到国外储能系统多神、多进步，看到什么就想要投资，看到什么就急著创业或代理。
三种储能方式：物理储能、电磁储能、电化学储能
我们简单复习一下，储能是先将电力转化为其他形式的能量，存放在「储能装置」中，并在需要时释放，在充电与放电的过程中，自然实现了能量的跨时间转移，如同「水库」居中做个「削峰填谷」调节：水多的时候储存起来，水少的时候放出来大家用，这就是储能的角色。
储能装置有多种方式，我们可以将电能转化为动能、位能和化学能等，对应能量转换方式的不同，目前主要的储能类型分为物理储能、电磁储能、电化学储能。有些分类会拆分成五类甚至更多，我建议不需要花时间纠结在分类上，这种纠结拿来搞学术可以取得相当的成就，但如果你是个创业者或是投资人还这么想，我建议你应该改行。
| 种类 |
典型额定功率（kW） |
额定功率下的放电时间 |
特点 |
应用场景 |
| 物理储能 |
抽蓄水力储能 |
100,000～2,000,000 |
4～10小时 |
合适大规模储能、技术成熟、充放电速度中等、受地理条件限制 |
调峰、日负载调节、频率控制、系统备用 |
| 压缩空气储能 |
10,000～300,000 |
1～20小时 |
合适大规模储能、充放电速度慢、受地理条件限制 |
调峰/调频、系统备用、平滑可再生能源功率波动 |
| 飞轮储能 |
5～10,000 |
1～1,800s |
寿命长、无污染、成本高 |
调峰、频率控制、电压控制、不断电电源 |
| 电磁储能 |
超导储能 |
10～50,000 |
2～300s |
充放电速度快、需要低温条件才能运行、成本高 |
输配电稳定、抑制震荡 |
| 超级电容储能 |
10～1,000 |
1～30s |
充放电速度快、成本高 |
频率控制、电压控制 |
| 电化学储能 |
铅酸电池 |
几千瓦～几万千瓦 |
几分钟～几小时 |
技术成熟、成本低、寿命短、存在环保问题 |
备用电源、全黑启动 |
| 锂电池 |
几千瓦～几万千瓦 |
几分钟～几小时 |
能量密度高、寿命与安全问题仍需要持续改善 |
频率控制、电压控制、备用电源、平滑再生能源功率波动 |
| 液流电池 |
5～100,000 |
1～20小时 |
寿命长、可深度放电、便于组合、环保、能量密度稍低 |
备用电源、平滑再生能源功率波动 |
| 钠硫电池 |
100～100,000 |
数小时 |
需要高温条件才能运行、安全问题有待改善 |
频率控制、电压控制、备用电源、平滑再生能源功率波动 |
| 铝电池 |
几千瓦～几万千瓦 |
几分钟～几小时 |
能量密度稍低、安全性高 |
备用电源、全黑启动、其他对能量密度要求不高的应用 |
（表一）三种主要储能方式比较表
资料来源：谢芳吉
全世界最大的储能系统是抽蓄水力储能，而且短期来看它的主导地位不会改变
我们先来理解物理储能。物理储能包括抽蓄水力储能、压缩空气储能和飞轮储能等。抽蓄水力机组除了用来发电，也就是我们平时理解的「水力发电」之外，反向过来也可以做为储能电池，供电力调度之用。网路上的留言说的没错，抽蓄水力储能容量大、储电成本低，可以说是一个天然电池，而且短期来看它的主导地位不会改变。
但抽蓄水力储能并没有太大的成长潜能，如果你要靠著它创业或是赚大钱恐怕不容易，因为它的建设完全依赖于地理条件，也就是说当地水资源是否足够丰富且稳定供应，这几年开始，新建的水库几乎都面临到生态与环境争议而搁置。2016年以来全球的抽蓄水力机组装机量仅成长0.6%。
压缩空气储能顾名思义是用空气作为能量的载体，利用电力将空气压缩，储存在废弃矿井、过期油气井或储气井、海底、盐洞等，当需要时再将压缩空气与天然气混合，加热燃烧推动涡轮机发电。虽然运作仍然需要化石燃料，但还算环保，技术特点是输出功率大（MW级）；持续时间长，可达数小时；运行寿命长，可循环上万次，寿命可达40年。缺点是受地理结构限制，建设成本高，应用上不易普及。
最近因为压缩空气储能的研究和开发热度不断上升，科技媒体也有国外的相关新闻报导，绿色产业界有人问我国是否应该放弃高污染的锂电池储能系统，改设置压缩空气储能厂？我的看法是，国内要找到理想的厂址恐怕会是个大问题，即使是设置在海上，根据离岸风力发电的开发经验，也会遇到各式各样社会面向的阻碍，这也就是为什么说应用上不易普及的原因。
飞轮储能同样顾名思义，是用电力将一个圆柱体用非常快的速度在真空中加速，从而将电能以动能的形式储存起来，再把动能转成电能使用。飞轮储能常用于工业里的不断电系统UPS中，或于电网上进行频率控制和电压控制，技术特点是储能效率高达90%、使用寿命长、环保无污染、使用起来很简单。缺点是能量密度低、保养费用昂贵、性价比差。
下一篇，我们继续来谈电磁储能和电化学储能技术
（封面来源：Russia Travel Blog | All about Russia in English）