碳中和的核心就是大规模的储能技术
目前我们一直在倡导碳达峰，之后碳中和，双碳影响着我们的未来生活，碳排放过度会导致气候变暖，气候变暖会引起巨大的温室效应，将使得环境出现剧变，人类的生存将会受到极大的威胁。“双碳”目标下，能源转型被市场视为下一个风口，但它同时也伴随着新的挑战。在世界迈向清洁能源的转型进程中，能源价格剧烈波动，国际关系因能源和气候政策又起波澜。
在近日爆发的俄乌冲突中，作为能源大国的俄罗斯遭到西方国家严重经济制裁，这导致全球原材料尤其是能源的价格飙升。不止在俄乌冲突时期，能源问题向来与人类活动和经济紧密相随，而且经常出现短缺，能源发展深深地塑造着未来国际格局和气候变化。
可再生能源的价格越来越便宜，现在关键是解决可再生能源的不稳定性问题，而开发便宜的大规模储能技术是能源绿色转型和实现碳中和的关键。碳中和的核心就是储能技术，也可以理解成电池。众所周知，发电主要有三种，垃圾电、非垃圾电以及潜力电。垃圾电就是风、光、水等。为什么风光水是垃圾电？因为受季节、潮汐等不定因素的影响，比如阴天，光能就不行了。无风季节，风能就不行了。水就受到月球的影响，也不稳定。什么是非垃圾电，就是火力发电，可以源源不断的提供电力。这就是本质的区别，也就是不受任何的影响。但这个本质的区别是由一种原因导致的，就是储能。储能是一个世界难题，一般来说，衰减是一个问题、储存又是一个问题。实效太短，消耗太大，资源紧张等。
从工业部门的深度减碳角度来讲，氢能作为可替代能源之一，受到国际社会和科学界的广泛关注。氢的热值高（120.0MJ/kg），是同质量焦炭、汽油等化石燃料热值的2–4倍。氢气还具有很强的还原性，既可以和氧气通过燃烧产生热能，也可以通过燃料电池转化成电能。最重要的是，氢能在上述转化中并不产生温室气体。因此，氢能除用于发电外，还能够在炼钢、化工、水泥等工业部门中起到广泛应用，并且能够作为燃料实现交通部门的深度减排。
除了氢能之外，其他可再生能源，例如太阳能、风能、水能和地热能等是实现能源结构低碳转型的必然选择。但目前这些可再生能源除水能外，仍然存在很多问题，例如时空分布不均，并网能力差等，造成很大的能源浪费。为了提高可再生能源的并网能力，减少弃风弃光现象，同时为了调节电网输配，合适的储能技术的发展显得尤为重要。传统的储能方式难以便捷地实现能量长时间的储存，而氢能作为一种新能源，其储能方式能量密度高，储能规模大，能量容量成本较小，可作为长时间储能或季节性储能的最优方案，从而有效提高能量利用率。
我们现在在讨论绿色复苏，但我们目前仍未看见。在俄乌冲突导致世界整体形势变得混乱的情况下，所有的能源价格不断飙升，这确实对于例如风能和太阳能等可再生能源会有促进和发展，人们可看到可再生能源的价格越来越便宜。对于太阳能发电成本，我们看到华为与沙特去年签署了全球最大的光储离网储能项目，其储能系统可达 1.3GW。由于资本成本在中东尤其是沙特很低，而且沙特具有长时间的太阳光照，所以此项目中整体系统生命周期每度电成本将低于1美分，即每度电成本不到7分钱人民币，这真是令人震惊的低成本。即使今天，在中国的一些火电厂的发电成本也是上述项目发电成本的3倍左右。
在目前这种情况下，太阳能和风能的价格会越来越便宜，但问题是你首先要有太阳能和风能。中国各地的太阳能每年发电小时数不等，但全国各地平均起来大约在1500~1700小时左右；风能每年发电的时间大约是2000小时左右。但一年是8760小时，用电是需要24小时连续的。太阳的有效照射时间一般少于20%，所以核心问题是另外没太阳的那80%的时间怎么办？这两种能源之所以不能大幅提升，是因为它们具有波动性，需要储能技术配合。
对电网来说，波动性的能量输入是一种冲击，传统电网只能容纳约15%左右的非稳定电源。所以问题是，无论风能和太阳能发电有多便宜，它们还是会不稳定。例如去年夏天，欧洲出现了风力不足的情况，这就是为什么天然气价格会飙升的原因。
现在的储能仍然非常昂贵，在目前的中国深圳，居民用电峰时、平时、谷时比价为1.7：1：0.38，峰时是谷时的接近5倍价格，人们之所以不能用便宜的价格在谷时电价时去储能，在峰电时出售，其原因是储电的成本依然太高。
太阳能发电的成本已大降，但由于储能成本约为发电成本的好几倍，这样没太阳时电力供应目前依然要靠核电或化石能源。很多人乐观地说，我们已经准备好碳中和迈向绿色，但是事实上并不是，除非你愿意在风能和太阳能不足时支付数倍的能源成本，现行的能源系统在这种情况下并不奏效。所以我们需要更加现实审视，而非过分乐观地讨论绿色复苏。
发展太阳能和风能，它们在能源消费中占有越来越多的份额，但是它们也具有不稳定和非连贯的特性。当我们使用风能发电时，建设好风力发电场后，最好在风电场边上有天然气调峰电厂；在风力强劲时我们把燃气轮机调小，当风力不足时我们把燃气轮机调大；但中国没有那么多天然气，大型火电厂不能随意地开开关关， 因此有些时候，我们不得不弃光弃风。
当人们讨论可再生能源时，几乎指的都是风能和太阳能，现在的关键是怎样获得越来越廉价的储能，目前已经能够获得足够便宜的太阳能。问题是，当没有阳光时，你是怎么储存能源的，夜晚的时候怎么使用通过太阳能获取的能源。特斯拉创始人埃隆马斯克说：“我可以通过电动汽车的电池储存所有的能源。”这是一种妄想。即使假设现在所有的车都是电动汽车，你也只能通过电池储存16%的电网电力。人们已经研究了百年的电池，今天的电池容量对于笔记本电脑、电动车等确实已经够用，但当我们提到巨量的电网电力能源存储时，电池还是捉襟见肘。目前使用最广泛的仍是抽水蓄能，抽水蓄能是几百年前的技术，而研究了百年的电池储能在现在却无法与百年前的抽水蓄能技术相竞争，这就意味着储能技术进步不容易。
事实上自铅酸电池发明至今的百年来，人类花费了数千亿美元研发经费研究储能。从铅酸电池的90千瓦时/立方米增加到今天特斯拉的300~500 千瓦时/立方米，电池的能量密度并没有得到革命性的根本改变。汽油的能量密度则是8600千瓦时/立方米。迄今为止大规模（如GW级）的储电技术，最便宜的还是100多年前就被发明的抽水蓄能技术。如果你有一个大型水坝，你可以使用抽水蓄能来储能大量能源；如果你有合适的岩洞，压缩空气储能，也可以作为低成本的大型储能方案。但是使用电池储能确实太贵，在中国曾使用过废旧的电动车电池进行储能，在发生过数次事故后，这个项目就停止了，因为在使用旧电池时确实存在安全风险。当电池越来越旧时，可靠性就越来越低了。
在人们通向绿色世界的过程中，仍然存在很多技术上的挑战。所以我们需要更加现实审视，如果你不喜欢核能，那你至少要保留一定的煤电，如果你在此时仍因为二氧化碳排放放弃煤， 又不允许发展核电，那天然气价格就会飞涨，因为这个世界的天然气不够。尤其是在中国，我们的天然气资源并不丰富，但是我们有大量的煤，中国要实现碳中和，要么保留煤炭的使用，要么大力发展核能，要么就去发展大规模的储能技术解决没风没太阳时的电力供应问题。
如何攻破储能的问题，就成了一切问题的核心。从资源上来说，目前大部分都是铅和锂，但锂的存量主要在其他国家，我们只有5%，还在高海拔地区，开采相对困难。目前锂元素已经从400单位涨到1400单位了。并且呢，全世界目前的锂元素全部拿出来，也只能造12亿台车，这是严重不足的。所以我们开始使用钠来替代锂，并且已经取得了一定的成效，至少可以替代电动自行车的铅酸电池了。钠在海洋中就可以直接提取了，因为有巨大的海盐（氯化钠），这个可以说从资源来破除资源的垄断和不足。从技术上来说，目前钠尚未有大的进展。但我们已经走在了世界的前列，已经是钠离子电池技术的龙头了，已经迈出了第一步，这一步也是非同小可的。
对于中国来说，2060年实现碳中和是一个相对理性的目标，不要操之过急，未来四十年还有很大的想象空间，但是需要面对现实。碳中和是一场系统的产业革命，涉及一系列能源结构调整、技术进步、发展方式转变的问题，这就需要我们理性审视绿色复苏，而开发便宜的大规模储能技术是能源绿色转型和实现碳中和的关键。