面對全球氣候變暖、能源短缺、環境汙染等嚴峻挑戰，大力發展以風能、太陽能、水能為代表的可再生能源，推動能源生產從傳統能源向可再生能源轉型，是中國乃至全球能源與經濟實現可持續發展的重大需求。
可再生能源的波動性增加了發電和需求的雙重不確定性，如何科學應對，是擺在人們面前的重大難題。目前，大致有兩種解決方法。一種方法是，找到一種巧妙的策略，使得人們對能源的需求隨著風能和太陽能供應量的增減而增減(即“需求管理”)。另一種更簡單的方法是，儲存多餘的能源，以便在需求高峰期使用，比如，美國特斯拉公司在澳洲建造的鋰離子超級電池，就是很直觀的例子。
作為全球最大的鋰離子電池，它能同時為3萬戶家庭供電，可以應對澳洲南部地區的一系列停電事故。但特斯拉的鋰離子超級電池不乏侷限性。它所容納的能量能夠應對單日內的供需失衡，若要應對一個月或一個季度的能量波動時，其製造成本就過於高昂，這也是實現100%可再生能源發電的最大障礙。因此，可再生能源的儲存裝置，不僅要能儲存數月之久，其成本也要控制在合理範圍內。
水力發電
水力發電有著較為可靠的儲存技術，而且具有較好的發展前景。水庫是儲存雨水的巨型設施，當用電需求達到頂峰時，可以透過發電渦輪機釋放。一些水電站也可以利用非高峰時段的多餘能量將水抽上坡，以備下一次透過動力渦輪機執行。這種抽水蓄能技術佔據了全球電能儲存的絕大部分份額，而且仍有很大的發展空間。
如今，這項技術在全球各地重新流行起來。過去十年中，中國的儲水能力增加了一倍多，並計劃再翻一番。技術升級，使得那些缺少充足水資源或地理位置不具優勢的地方也能實施，例如，澳洲正在評估一個大型沿海工廠，透過將海水提升到鄰近高原上的水庫（海拔約260米）來儲存電力。
但是，由於其他環境因素的存在，水力發電的儲存方案極為複雜。畢竟大部分水要用來維持河流生態系統、灌溉作物以及滿足城市日常用水等。此外，居民的遷移、興修水利也是大工程。
電轉氣技術
目前來看，比較有希望的解決方案是迅速改進技術，將剩餘電能轉化為可燃氫、甲烷，甚至合成柴油燃料，以實現大容量儲存。
電轉氣技術是使用電力將水分解成氫氣和氧氣。氫氣作為清潔能源，有著廣闊的應用前景，比如驅動車輛和工業鍋爐等。氫氣還可以被壓縮送入天然氣管道，輸往大型儲存地，以備能源需求高峰期使用。氫氣甚至可以進一步與二氧化碳反應，生成的甲烷可替代地下天然氣。
一些專家並不贊成電轉氣技術，他們認為用於電解水的電解槽，效率低且價格高（是電池的好幾倍）。但電轉氣技術的支持者認為，這項技術應用於長期儲能時，經濟預算會更低。比如，隨著儲存量的增加，儲電電池成本也不斷增加，儲存兩倍的電量就需要兩倍的電池容量，而儲存兩倍的氣體只需要增加裝置執行時間即可，因此，儲存量越多，電解槽的經濟優勢就越明顯。如果以100%可再生能源發電所需的儲存量來計算，電解槽的成本就遠低於儲電電池。
區域間共享能源
採用區域間共享能源，也是應對可再生能源波動的一種方式。畢竟，風總是喜歡停留在一個地方，沒有風的地方則可能Sunny充沛。如果能夠實現風能和太陽能的跨地域運輸，那麼就可減少能源的儲存量。
這需要更高效的超級電網。利用常規交流電源線的完整橫截面，傳輸高壓直流，可以降低傳輸過程中遇到的電阻。在數千千米的傳輸中，超級電網以較小的損失傳輸較大的電能。
中國已經建立了一系列大規模的輸電線路，以供應沿海大城市的用電需求。目前，中國即將完成的一項輸電工程，西起新疆，東至安徽，全長3324千米，輸送電壓等級提升到1100千伏，輸送容量增至1200萬千瓦，是目前世界上輸送距離最遠、電壓等級最高、輸送容量最大、技術水平最先進的特高壓直流輸電工程。這將使中國西北部閒置的風能、太陽能發電廠恢復執行。
特高壓技術的完善，也提高了建立全球超級電網的可能性。屆時，可再生能源將更穩定、更廉價、更充足。不過，對於洲際超級電網來說，更大的挑戰一方面來自地緣文化差異，另一方面來自民眾的抵制。
2013年，德國電網監管機構批准了三條高壓直流輸電線路，以平衡北海風能與德國南部太陽能的分佈不均。然而迫於民眾壓力，德國政府不得不將電纜改鋪在地下，時間點也從原計劃的2022年推遲到2025年。
2015年，一項研究表明，歐洲透過增進鄰國間的相互協作即可實現100%可再生能源發電，從而無須構建超級電網。但是這樣做會增加能源消耗，而且也面臨當地居民的反對。
民眾的反對，加上技術、經濟上的挑戰，使得實現0100％可再生能源發電的目標更艱難，但是許多科學家的態度依然樂觀。支持者一如既往地持有信心，而不少反對者也在轉變思想。
需求管理
可再生能源發電的波動性給電網運營商帶來了巨大的挑戰，這要求電網運營商必須不斷平衡供需。隨著可再生能源佔比的不斷提升，這個挑戰將愈發嚴峻。
雖然天然氣發電會排放二氧化碳，但是可以根據需求隨時調整發電量。如果放棄天然氣而選擇可再生能源發電，那麼我們將如何應對供應量驟減的問題？
一種被稱為“需求管理”的解決方案，成本最低。它要求在某些時刻調節能源需求以保持電網平衡。英國國家電網等運營商激勵企業在需求高峰期削減使用量，或者在供應激增時提高產量，但這個過程越來越複雜。
如今，智慧系統和機器學習技術，使電網運營商能夠巧妙地調整與網路相連的各種住宅裝置。未來，當可再生能源執行時，越來越多的裝置將自動啟用；當可再生能源不執行時，它們將自動關閉。
需求管理對於消費者而言，其實是無關緊要的，但對電網來說大有裨益。既然我們已經掌握了所需要的技術，只要用創新方法來實現就可以。
面對全球氣候變暖、能源短缺、環境汙染等嚴峻挑戰，大力發展以風能、太陽能、水能為代表的可再生能源，推動能源生產從傳統能源向可再生能源轉型，是中國乃至全球能源與經濟實現可持續發展的重大需求。
可再生能源的波動性增加了發電和需求的雙重不確定性，如何科學應對，是擺在人們面前的重大難題。目前，大致有兩種解決方法。一種方法是，找到一種巧妙的策略，使得人們對能源的需求隨著風能和太陽能供應量的增減而增減(即“需求管理”)。另一種更簡單的方法是，儲存多餘的能源，以便在需求高峰期使用，比如，美國特斯拉公司在澳洲建造的鋰離子超級電池，就是很直觀的例子。
作為全球最大的鋰離子電池，它能同時為3萬戶家庭供電，可以應對澳洲南部地區的一系列停電事故。但特斯拉的鋰離子超級電池不乏侷限性。它所容納的能量能夠應對單日內的供需失衡，若要應對一個月或一個季度的能量波動時，其製造成本就過於高昂，這也是實現100%可再生能源發電的最大障礙。因此，可再生能源的儲存裝置，不僅要能儲存數月之久，其成本也要控制在合理範圍內。
水力發電
水力發電有著較為可靠的儲存技術，而且具有較好的發展前景。水庫是儲存雨水的巨型設施，當用電需求達到頂峰時，可以透過發電渦輪機釋放。一些水電站也可以利用非高峰時段的多餘能量將水抽上坡，以備下一次透過動力渦輪機執行。這種抽水蓄能技術佔據了全球電能儲存的絕大部分份額，而且仍有很大的發展空間。
如今，這項技術在全球各地重新流行起來。過去十年中，中國的儲水能力增加了一倍多，並計劃再翻一番。技術升級，使得那些缺少充足水資源或地理位置不具優勢的地方也能實施，例如，澳洲正在評估一個大型沿海工廠，透過將海水提升到鄰近高原上的水庫（海拔約260米）來儲存電力。
但是，由於其他環境因素的存在，水力發電的儲存方案極為複雜。畢竟大部分水要用來維持河流生態系統、灌溉作物以及滿足城市日常用水等。此外，居民的遷移、興修水利也是大工程。
電轉氣技術
目前來看，比較有希望的解決方案是迅速改進技術，將剩餘電能轉化為可燃氫、甲烷，甚至合成柴油燃料，以實現大容量儲存。
電轉氣技術是使用電力將水分解成氫氣和氧氣。氫氣作為清潔能源，有著廣闊的應用前景，比如驅動車輛和工業鍋爐等。氫氣還可以被壓縮送入天然氣管道，輸往大型儲存地，以備能源需求高峰期使用。氫氣甚至可以進一步與二氧化碳反應，生成的甲烷可替代地下天然氣。
一些專家並不贊成電轉氣技術，他們認為用於電解水的電解槽，效率低且價格高（是電池的好幾倍）。但電轉氣技術的支持者認為，這項技術應用於長期儲能時，經濟預算會更低。比如，隨著儲存量的增加，儲電電池成本也不斷增加，儲存兩倍的電量就需要兩倍的電池容量，而儲存兩倍的氣體只需要增加裝置執行時間即可，因此，儲存量越多，電解槽的經濟優勢就越明顯。如果以100%可再生能源發電所需的儲存量來計算，電解槽的成本就遠低於儲電電池。
區域間共享能源
採用區域間共享能源，也是應對可再生能源波動的一種方式。畢竟，風總是喜歡停留在一個地方，沒有風的地方則可能Sunny充沛。如果能夠實現風能和太陽能的跨地域運輸，那麼就可減少能源的儲存量。
這需要更高效的超級電網。利用常規交流電源線的完整橫截面，傳輸高壓直流，可以降低傳輸過程中遇到的電阻。在數千千米的傳輸中，超級電網以較小的損失傳輸較大的電能。
中國已經建立了一系列大規模的輸電線路，以供應沿海大城市的用電需求。目前，中國即將完成的一項輸電工程，西起新疆，東至安徽，全長3324千米，輸送電壓等級提升到1100千伏，輸送容量增至1200萬千瓦，是目前世界上輸送距離最遠、電壓等級最高、輸送容量最大、技術水平最先進的特高壓直流輸電工程。這將使中國西北部閒置的風能、太陽能發電廠恢復執行。
特高壓技術的完善，也提高了建立全球超級電網的可能性。屆時，可再生能源將更穩定、更廉價、更充足。不過，對於洲際超級電網來說，更大的挑戰一方面來自地緣文化差異，另一方面來自民眾的抵制。
2013年，德國電網監管機構批准了三條高壓直流輸電線路，以平衡北海風能與德國南部太陽能的分佈不均。然而迫於民眾壓力，德國政府不得不將電纜改鋪在地下，時間點也從原計劃的2022年推遲到2025年。
2015年，一項研究表明，歐洲透過增進鄰國間的相互協作即可實現100%可再生能源發電，從而無須構建超級電網。但是這樣做會增加能源消耗，而且也面臨當地居民的反對。
民眾的反對，加上技術、經濟上的挑戰，使得實現0100％可再生能源發電的目標更艱難，但是許多科學家的態度依然樂觀。支持者一如既往地持有信心，而不少反對者也在轉變思想。
需求管理
可再生能源發電的波動性給電網運營商帶來了巨大的挑戰，這要求電網運營商必須不斷平衡供需。隨著可再生能源佔比的不斷提升，這個挑戰將愈發嚴峻。
雖然天然氣發電會排放二氧化碳，但是可以根據需求隨時調整發電量。如果放棄天然氣而選擇可再生能源發電，那麼我們將如何應對供應量驟減的問題？
一種被稱為“需求管理”的解決方案，成本最低。它要求在某些時刻調節能源需求以保持電網平衡。英國國家電網等運營商激勵企業在需求高峰期削減使用量，或者在供應激增時提高產量，但這個過程越來越複雜。
如今，智慧系統和機器學習技術，使電網運營商能夠巧妙地調整與網路相連的各種住宅裝置。未來，當可再生能源執行時，越來越多的裝置將自動啟用；當可再生能源不執行時，它們將自動關閉。
需求管理對於消費者而言，其實是無關緊要的，但對電網來說大有裨益。既然我們已經掌握了所需要的技術，只要用創新方法來實現就可以。