原標題：發電廠多餘的電最後去哪了？只能說電網太難了

電網可能是人類建造的最複雜系統之一，因爲在任何給定時刻，電網的電力供應和需求必須是相等的，不然我們都不知道什麼時候停電。

所以，電網需要不斷調整供應，以適應可預測的需求變化，例如人類活動的日常模式，以及設備超載和天氣帶來的意外變化等等。

但是要做到這一點其實很難，因爲意外是不可控的，另外像核能這樣的發電廠也是不可能根據需求改變它的發電量的，所以電網能很難完全符合供求關係。

如果電量有結餘還好，但是如果是不夠那就麻煩了，我們現在每天都沒有斷電，說明發電站給予的電量是超出我們的使用量的。

那麼問題來了，多餘電量去了哪裏呢？

關於儲能

這就是另外一項有意思的技術了——儲能，這項技術在整個電網供電過程中扮演重要角色，也是它讓整個電網系統變得更加靈活和可靠。

這個概念其實很簡單，就是在供過於求的時候，將電能儲備起來；而在需求大於供應時，存儲設施將其存儲的能量釋放到電網。

很明顯，多餘的電量都存儲起來了，它的本質和給電池充電是一樣的，只是形式有許多種。

我們知道大部分可再生能源（如風能和太陽能）的輸出是可變的，因爲天氣是不可控的；而像核能這樣的發電站發電量是不可變的，只要設置好，它就不會因爲你的供求關係改變產電。

所以，存儲能量是非常非常有必要的，而且現在大多數儲能技術都能非常迅速地向電網放電，當需求出現意外增長時，這種快速響應對於確保電網的穩定非常重要。

圖爲：中國以火電佔主導，圖源：中國儲能網

儲能技術

其實，這個話題（關於多餘電能的處理）在互聯網上還挺流行的，我看到很多人的回答是抽水蓄能，大概意思就是將結餘的電量用來抽水，然後把這些水投放到抽水蓄能電站裏，等需要的時候再用來投放，

其實就是將多餘的電能轉化成水的勢能

。

這個說法肯定是對的，但是又不完全對，只能說這是最主要的一種手段。

在發達國家，100年前就開始使用抽水蓄能的技術了，而在中國則比較晚。

在美國有96%的電能[1]是通過抽水蓄能來存儲的，但是在國內應該沒有這麼高，我沒有找到相關數據，但我知道國內電化學儲能佔比還挺高的，因爲2019年新增的電化學儲能佔了一半[2]。

圖爲：廣州抽水蓄能電站

我國的第一座大型抽水蓄能電站是廣州抽水蓄能電站，這個是作爲邊上的幾個核電站的配套設施在使用的，總裝機容量達到2400MW，但是它在1994年纔開始服役。

當然，儲能方法不僅只有抽水蓄能，它有許許多多。

比如

儲熱

，從太陽中獲取熱量，並將其儲存在水、熔鹽或其他液體中。這些儲存的能量隨後被用來發電，這樣即使在日落之後也能使用太陽能。

還有一種比較有意思，就是把多餘的電能用來生產

氫氣

這種零碳燃料，氫氣是清潔的能源，它既可以當做燃料電池，也可以用作其他許多地方。

還有很多很多，比如壓縮空氣能量存儲（也是將電能轉化成勢能），還有飛輪儲能，甚至是直接給電池充電，總之電網不會隨便浪費多餘電能。

儲能的不利因素

雖然我們有許多把多餘電能消耗掉的方法，但是幾乎所有儲能方法都不是特別理想。

首先在物理上就很難，所有這些儲能的方法，需要的設備也好，存儲的材料也罷，都需要佔用大量的空間，這些電能可不是簡單的給電池充電，它是“鉅額”電量。

其次，所有儲能和供過於求的管理都會有一定程度的浪費。

電能在與儲能介質(如抽水蓄能電站或蓄電池組)之間的轉換過程中會損失能量，也會損失建造這些儲能系統所需的所有能量和資源；在釋放這些電能的時候，同樣會損失能量，例如轉化成熱能消失。

如果按照民用峯谷電來計算，儲能的成本可能會高於谷電的電費，所以在民用低谷時段（比如夜間），電網會有相應的鼓勵用電措施。

圖爲：中國電量消費情況，圖源：中國儲能網

最後

老實說電網太難了，因爲不可控因素很多，而儲能是現在最好的解決方案了，但是儲能確實非常昂貴，所以未來可能還會經歷許多技術革新。

不過可以放心，現在對能源的保護意識越來越突出，我們不可能隨便浪費多餘電能的。

參考資料：

[1]How Energy Storage Works[N]. ucsusa,2015.2.29

[2] 劉爲. 年度最強音丨2019中國儲能產業盤點：電力儲能新增投運超1GW！.北極星儲能網,2020.1.20

[3] 2019年全國電力數據盤點.中國儲能網，2020.2.22