本文于2024年11月更新。
欧洲和中国正在引领新增抽水蓄能容量的建设——其动力来自水的运动。
目前，美国、澳大利亚和德国等国家正在建设电网规模的电池储能设施。
预计到2030年，热能储能的规模将增至现在的三倍。
机械储能利用运动或重力来储存电力。
如果太阳不照射或风不吹拂，我们如何获取可再生能源的电力？
关键在于储存可再生能源发电能力较强时产生的能量，以便在需要时加以利用。
随着全球可再生能源发电能力达到历史新高，四种储能技术对于平抑能源需求的峰谷起伏、同时不依赖化石燃料至关重要。
1. 抽水蓄能
抽水蓄能是指在能源需求较低时将水抽送至高处。水被储存在水库中，并在需求高峰期通过涡轮机放水以发电。
水力发电——包括抽水蓄能在内——预计到2030年代仍将是全球最大的可再生电力来源，国际能源署（IEA）如是说。水力发电利用水的运动来发电，国际能源署指出，它在电力系统脱碳方面发挥着“关键”作用。它还有助于填补能源需求的缺口。
尽管水电最终预计将被风能和太阳能超越，但该机构表示，作为可调度的电力来源，它将继续发挥这一重要作用。
2. 电池
电池自1800年代起便已存在，可将储存的化学能转化为电能。
技术进步和价格下降使得能够储存越来越大能量的电网级电池设施正迎来创纪录的增长。全球最大的电池储能系统包括位于美国加利福尼亚州的莫斯兰丁储能设施，该设施目前的能量容量为3,000兆瓦时（MWh），但最终可容纳6吉瓦时（GWh）的电池储能。
英国最大的电池储能系统近期投入运行，容量为200兆瓦时，足以每天为约30,000户家庭供电。
其他投资公用事业级电池储能系统的国家包括澳大利亚、德国、日本、立陶宛和智利
3. 热能储能
热能储能尤其用于建筑和工业流程。它是指储存多余的能量——通常是来自可再生能源的剩余能量或废热——以便日后用于供暖、制冷或发电。
水等液体，或沙子、岩石等固体材料，都可以储存热能。化学反应或材料的变化也可用于储存和释放热能。
建筑物中的水箱是热能储能系统的简单示例。芬兰能源公司万塔（Vantaa）正在建设规模大得多的项目，该公司称其将成为全球最大的热能储能设施。该项目需开挖三个洞穴，合计面积约相当于440个奥运标准游泳池——位于地下100米处，将储存热量，并在需要时为区域供热网络供热。万塔表示，该场地可为一座中等规模城市供暖一年。
此类地下热能储能项目可将数据中心、制冷流程及垃圾发电设施产生的废热储存于地下，并可能对能源转型进程产生重大影响起到推动作用。
全球热能储能市场规模有望增至三倍，据国际可再生能源署预计，到2030年，该市场将从2019年的234吉瓦时装机容量增至超过800吉瓦时。
4. 机械储能
机械储能利用运动或重力来储存电力。
例如，飞轮是一种旋转机械装置，用于储存可随时调用的旋转能量。
“飞轮技术具有许多有益特性，可助力我们改善现有电网”，美国全国性储能行业协会储能协会表示。
其他机械系统包括压缩空气储能，自1870年代起便用于为城市和工业提供按需能源。该过程是将加压空气或气体储存起来，然后在涡轮机中加热并膨胀，以便在需要时发电。
在今年的联合国气候变化大会（COP29）上，储能是一个重点议题，各国代表致力于就支持上届大会提出的到2030年将可再生能源装机容量增至三倍的目标达成共识。
COP29“电网与储能”承诺包括承诺通过到2030年将电力系统储能容量提高至六倍来支持能源转型。
