太平洋天然气和电力公司（PG＆E）最近开始关闭暗黑破坏神峡谷发电设施，这是加利福尼亚州最后一座活跃的核电站。 该电厂位于加利福尼亚中部海岸的阿维拉海滩附近，由两个1,100兆瓦（MW）的反应堆组成，每年发电18,000吉瓦时（GWh），约占8.5年加利福尼亚用电量的2015％。 ，到目前为止，该州最大的单一发电设施。
即将关闭的“暗黑破坏神峡谷”是加州州立法案 SB 350，或2015的清洁能源和污染减少法案。 该法案是该州正在进行的电网脱碳工作的基石，要求公用事业公司在未来几年内为其部分发电项目提供可再生能源。 该任务还要求公用事业公司运行旨在使电力和天然气消耗效率翻倍的计划。
但是关于这个雄心勃勃的能源政策仍然存在一些重大的悬而未决的问题，正如计划的结束 2025 暗黑大峡谷的说明。 公用事业公司可以使用这些替代发电源全天候供电吗？ 而关键的是，储能技术能否提供传统发电机组所需的功率？
摆脱核电
核电厂在早期的1970s上看到了鼎盛时期，并被称赞在不使用化石燃料的情况下以恒定的速度生产大量电力的能力。
但是，由于 消极意见 以及高成本的装修，现在我们正在观察一个趋势，即长期运行的核电站正在关闭，在美国建设的新电厂数量很少。
公用事业正在向可再生能源发电，例如太阳能和风能发电，部分是为了响应市场力量，部分是为了响应要求公用事业减少温室气体排放的新法规。 特别是在加利福尼亚州，由于市场和环境的原因向可再生能源转移，以及公众对核能的负面看法，造成了 公用事业放弃核电.
尽管反对者可以认为关闭核电厂是健康和环境上的成功，但关闭核电厂却加剧了公用事业公司在满足电力消耗需求同时减少碳足迹方面所面临的挑战。 例如，PG＆E已承诺增加可再生能源和能源效率方面的努力，但这本身并不能帮助他们全天候为客户供电。 有什么可以用来填补暗黑破坏神峡谷倒闭所留下的巨大空白？
太阳能和风能是理想的，因为它们产生无碳电力而不产生有毒和危险的废物副产品。 然而，他们也遭受了只能间歇地发电的缺点。 太阳能只有在太阳出来时才能使用，风速变化不可预测。
为了随时满足客户的电力需求，将需要储能技术以及更多的可再生能源和提高能源效率。
输入能量存储
长期以来，能源储备被誉为将可再生能源大规模并入电网的灵丹妙药。 代替暗黑破坏神峡谷的关闭发电将需要膨胀添加风和太阳能。 但是，更多的可再生能源发电将需要更多的存储。
目前有许多不同的储能技术可用或正在商业化的过程中，但它们都属于四个基本类别之一：电池中的化学储存，动力储存如 飞轮, 热储存 和 磁存储.
这些类别中的不同技术可以通过以下方面进行表征和比较：
- 额定功率：产生多少电流
- 能量容量：可以储存或排放多少能量，以及
- 响应时间：提供能量所需的最短时间。
电力公司现在面临的主要挑战是如何将能源存储技术整合到特定地点的特定电力传输应用中。
电力传输系统和基于化石燃料为主的能源供应系统发展的消费者行为使这一挑战进一步复杂化。 另外，储存技术昂贵而且仍在发展，这使得化石燃料发生器在短期内看起来更经济有利。
实施存储技术
目前在加利福尼亚，储能由化石燃料发电厂有效提供。 这些天然气和燃煤电厂提供稳定的“基本负荷”电力，并可以增加发电量以满足峰值需求，这通常发生在下午和傍晚。
单个储能装置不能直接替代这些化石燃料源的容量潜力，这可以在需要的时候产生高速率的功率。
无法进行类似替代的替代意味着必须采取更加多元化的能源储备投资组合战略，才能平稳过渡到低碳能源的未来。 这种平衡的储能组合必然包括以下几种组合：
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短期能源储存系统，能够通过满足高峰需求的局部峰值和缓冲短期供应波动来维持电力质量。 这些可能包括超级电容器，电池和飞轮，可以迅速提供动力爆发。
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速度较低的能量储存可以提供大量能量并储存大量能量。 这些系统，例如集中太阳能的抽水蓄能和蓄热，能够改变太阳能生产的季节性，并为商业和工业部门的大型或敏感电力用户提供独特的电力需求。
这套存储技术将不得不被连接起来，以最终使用，定位和集成的方式进行嵌套和分层。 此外，还需要管理系统来控制存储技术如何与电网进行交互。
目前，如果没有足够的能源储备，公用事业部门现在使用天然气填补可再生能源供电的空白。 公用事业使用“峰值”电厂，这是天然气燃料电厂，可以上下转动发电，以满足电力需求，如当太阳能输出在下午晚些时候傍晚，而在过程中产生的空气污染和温室气体排放。
随着发电天然气消费量的不断上升，能源储存技术日趋成熟，保持核电能力会好吗？ 天然气虽然比煤炭污染少，但会产生温室气体，有可能造成污染 环境危险的泄漏，如在Aliso峡谷所见。
在核能方面，如何处理核废料还不得而知，而2011的日本福岛核电站的灾难突显了灾难性的核电厂的危险程度。
无论您认为哪种情况最好，显然能源储存是实现无碳电网的主要限制因素。
加州对可再生能源的承诺已经帮助该州转向使用更少的化石燃料和排放更少的温室气体。 然而，为确保能源储存系统安装接管目前由天然气和核电持有的基准装载量，需要谨慎规划，因为可再生能源和能源效率可能无法承受这一负担。
作者简介
Eric Daniel Fournier，空间信息学博士后研究员， 美国加州大学洛杉矶
可持续社区研究分析师Alex Ricklefs， 美国加州大学洛杉矶
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