发电厂多余的电最后去哪了？只能说电网太难了

电网可能是人类建造的最复杂系统之一，因为在任何给定时刻，电网的电力供应和需求必须是相等的，不然我们都不知道什么时候停电。

所以，电网需要不断调整供应，以适应可预测的需求变化，例如人类活动的日常模式，以及设备超载和天气带来的意外变化等等。

但是要做到这一点其实很难，因为意外是不可控的，另外像核能这样的发电厂也是不可能根据需求改变它的发电量的，所以电网能很难完全符合供求关系。

如果电量有结余还好，但是如果是不够那就麻烦了，我们现在每天都没有断电，说明发电站给予的电量是超出我们的使用量的。

那么问题来了，多余电量去了哪里呢？

关于储能

这就是另外一项有意思的技术了——储能，这项技术在整个电网供电过程中扮演重要角色，也是它让整个电网系统变得更加灵活和可靠。

这个概念其实很简单，就是在供过于求的时候，将电能储备起来；而在需求大于供应时，存储设施将其存储的能量释放到电网。

很明显，多余的电量都存储起来了，它的本质和给电池充电是一样的，只是形式有许多种。

我们知道大部分可再生能源（如风能和太阳能）的输出是可变的，因为天气是不可控的；而像核能这样的发电站发电量是不可变的，只要设置好，它就不会因为你的供求关系改变产电。

所以，存储能量是非常非常有必要的，而且现在大多数储能技术都能非常迅速地向电网放电，当需求出现意外增长时，这种快速响应对于确保电网的稳定非常重要。

图为：中国以火电占主导，图源：中国储能网

储能技术

其实，这个话题（关于多余电能的处理）在互联网上还挺流行的，我看到很多人的回答是抽水蓄能，大概意思就是将结余的电量用来抽水，然后把这些水投放到抽水蓄能电站里，等需要的时候再用来投放，其实就是将多余的电能转化成水的势能。

这个说法肯定是对的，但是又不完全对，只能说这是最主要的一种手段。

在发达国家，100年前就开始使用抽水蓄能的技术了，而在中国则比较晚。

在美国有96%的电能[1]是通过抽水蓄能来存储的，但是在国内应该没有这么高，我没有找到相关数据，但我知道国内电化学储能占比还挺高的，因为2019年新增的电化学储能占了一半[2]。

图为：广州抽水蓄能电站

我国的第一座大型抽水蓄能电站是广州抽水蓄能电站，这个是作为边上的几个核电站的配套设施在使用的，总装机容量达到2400MW，但是它在1994年才开始服役。

当然，储能方法不仅只有抽水蓄能，它有许许多多。

比如储热，从太阳中获取热量，并将其储存在水、熔盐或其他液体中。这些储存的能量随后被用来发电，这样即使在日落之后也能使用太阳能。

还有一种比较有意思，就是把多余的电能用来生产氢气这种零碳燃料，氢气是清洁的能源，它既可以当做燃料电池，也可以用作其他许多地方。

还有很多很多，比如压缩空气能量存储（也是将电能转化成势能），还有飞轮储能，甚至是直接给电池充电，总之电网不会随便浪费多余电能。

储能的不利因素

虽然我们有许多把多余电能消耗掉的方法，但是几乎所有储能方法都不是特别理想。

首先在物理上就很难，所有这些储能的方法，需要的设备也好，存储的材料也罢，都需要占用大量的空间，这些电能可不是简单的给电池充电，它是“巨额”电量。

其次，所有储能和供过于求的管理都会有一定程度的浪费。

电能在与储能介质(如抽水蓄能电站或蓄电池组)之间的转换过程中会损失能量，也会损失建造这些储能系统所需的所有能量和资源；在释放这些电能的时候，同样会损失能量，例如转化成热能消失。

如果按照民用峰谷电来计算，储能的成本可能会高于谷电的电费，所以在民用低谷时段（比如夜间），电网会有相应的鼓励用电措施。

图为：中国电量消费情况，图源：中国储能网

最后

老实说电网太难了，因为不可控因素很多，而储能是现在最好的解决方案了，但是储能确实非常昂贵，所以未来可能还会经历许多技术革新。

不过可以放心，现在对能源的保护意识越来越突出，我们不可能随便浪费多余电能的。

参考资料：

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

[2] 刘为. 年度最强音丨2019中国储能产业盘点：电力储能新增投运超1GW！.北极星储能网,2020.1.20

[3] 2019年全国电力数据盘点.中国储能网，2020.2.22