在系统设计中，能量储存与发电究竟哪个重要？

工程师们都了解，从不同来源取得能量是一件重要的事，但决定如何储存能量待稍后使用，在很多系统设计中也是同样重要的因素；甚至当能源是“免费”(当然，应该没有这种东西)的时候──例如来自于能量采集(energy harvesting)、太阳能或风力发电，几乎都一定会有两个相关联的议题：储存未用的多余能量，以及那些能量的传输。

虽然发电问题往往最受到社会大众的关注(例如近期发生的台湾缺电危机)，但上述伴随而来的两个问题同样重要；如果你无法储存未用能量以供缺电期间利用，技术的现实以及“绿色”再生能源经济都会面临剧烈变化。

当你的各种发电来源规模不断扩充，能量储存也会变成相对困难的问题，而且通常难度会高于能量传输议题；最近在美国《华尔街日报》(Wall Street Journal)上有三篇探讨此一议题的文章，从不同方面提供了观察与见解(包括不可忽视的相关成本议题)，也分析了目前与近期的商业现实。

能量储存的几种首选技术是电池(通常是以锂电池为基础的方案)、抽水蓄电(pumped hydropower)、压缩空气(compressed air)蓄电；电池技术已经获得大量关注，特别是因为市面上有诸如Tesla推出的家用能源储存系统Powerwall。

不过就像大多数情况的“工程学”问题，以及目前先把成本问题放到一边(先不考虑在现实世界无法做到的)，上述每一种能量储存技术选项，在前期投入、容量、维护议题以及长期性吸引力上，都有一些微妙的权衡；举例来说，电池的使用寿命大约只有5~10年，而该年限数字可能会仰赖使用周期。

在这里打个岔：就像我们经常看到的，讨论能源问题的文章作者往往会把能量(kWhr，千瓦小时)与电量(kW，千瓦)的单位搞混；其中一部份原因是单纯的专有名词谬误(在这方面懂得比较多的工程师得负责任)，另一部份就完全是技术性误解。能量(energy)与电量(power)是密切相关的，但能量是电量与使用时间的乘积，电量则是能源消耗的速率。

实际上，你通常可以随时用各种方法收集能量，将能量做为支持负载的电量；不过当你撰写文章的主题与能量与电量相关时，最好要在每个地方都使用正确的字词，如此一来论述分析才会清楚、不至于被混淆。

阅读笔者前面提到的能源相关议题文章，你会得到一个清晰的概念：储存当然并不是一个棘手的问题，只是在需要满足相互冲突的目标时不容易解决。在能源系统设计的每一个方面(选址、安装以及长期支持)，会因为能量单位扩充到数十、数百甚至上千kWhr的范围时变得更加棍困难，所有的问题或错误也会变得更大规模、不容易修正。

而这通常并不是一个透过某种软件验算法微调、或是修正一些软件错误就可以解决问题的情况，因为在这类项目中，“大”是固有的本质；而如果你的项目涉及更大规模发电以及能量储存，你可能会花费更多时间与精力在能量储存，即使发电这个方面会受到更多关注。

从物理学的基础定律──也是发电以及能量储存的基础──来看，这两者同样重要，你必须以对两方都有益处、能彼此妥善搭配的成套措施来决定如何实施；不过在通常情况下，优化的能源策略，在发电/能量储存两者的最佳结合上都会有一些冲突，这使得技术与经济两方面的决策会有些困难。

或许这也是为何许多精心策划与设计的能源项目往往会执行困难甚至失败的原因。你是否有任何布署大规模私人、商用能量储存系统的项目等级经验？你从这些经验中学到了什么？又出现了那些无预期的状况？欢迎与我们分享！

编译：Judith Cheng

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