大规模蓄能是一件很困难的事情。比如将一百万千瓦一天的能量储存起来，需要60万吨铅酸电池，或12万吨钠硫电池，或15万吨锂电池，或9000万吨水提升100米。可是2012年中国电力装机已经有11亿千瓦，用电量已经达到5万亿度。假定三维城市时代，主要依靠太阳能和风能，电能蓄存能力需要达到一年总用电量的十分之一，也就是相当于存储5000亿度电。如果用最经济的铅酸蓄电池，需要180亿吨。全世界一年铅酸蓄电池的产量才450万吨，并且已探明铅矿储量只有8500万吨。如果使用锂电池，情况更不乐观。储存5000亿度电至少需要20亿吨锂电池，而全球锂产量只有3.4万吨（锂电池重量跟用到锂的重量不是一回事）。需要几十万年才能把那么多锂开采出来，但锂在全世界的探明储量只有1300万吨。这里还没有讨论它们的成本和充放电次数。所有的电化学电池，在大规模储能方面都有同样的问题。也就是说，如果希望用化学电池的方式实现大规模蓄能，以调节风能和太阳能的输入输出，是不可能实现的，百分之一也实现不了。

目前成熟的大规模蓄能手段只有抽水蓄能电站。抽水蓄能电站已经有很多的工程上的例子，主要用途是电力消费的调峰填谷。储存5000亿度电需要多少水呢？大约需要将1万亿吨水提升200米，也就是将长江入海口一年流量的水提高200米。如果把这些水覆盖江苏，浙江，安徽，福建四个省，可以达到10米深。普通的抽水蓄能电站一般只有几千万立方米，不到这一数字的万分之一。所以抽水蓄能也不可能实现如此规模的蓄能。

百分之十年总用电量的储能量，是一个比较合适的估计数字。如果只考虑昼夜的差别，那么只需要存半天。但是风能和太阳能都有季节因素，有可能十天半个月发不了什么电。如果还有其它能源作补充，这一比例还可以低一些。

那么，有什么技术可以实现大规模的蓄能呢？其实还有一种技术，就是压缩空气蓄能，可以满足间隙性可再生能源的大规模蓄能要求。300大气压的压缩空气可以实现每公斤500千焦耳或者每升170千焦耳的储能能量密度，按质量计与锂电池相差不远，按体积计只有锂电池的四分之一。但是空气本身并没有成本，成本来自容器。如果使用高压罐，大约每0.5公斤罐体材料可以提供1升的容积。这样按罐体材料质量计算的能量密度，大约是锂电池的一半。但是锂电池的价格很高，高压罐的罐体材料是普通的钢材或者铝材（作为内胆），加上外层加固用的碳纤维或者玻璃纤维。这些材料成本价格大约是10元人民币左右1公斤，只有锂电池的几十分之一。考虑到高压罐的使用寿命一般是20到30年，远长于充电电池的寿命，作为存储介质，高压气罐的成本应该在电化学电池的百分之一以下。

对于压力容器，最关键的指标是罐体材料的抗拉强度。几乎任何材料拉成细丝后，抗拉强度都非常高。抗拉强度越高，需要的材料就越少，罐体的安全系数也越高。普通结构钢的抗拉强度只有3000大气压左右，高强度钢能达到7000，但玻璃纤维能达到40000，碳纤维能达到60000左右。玄武岩是地球上最常见的一种岩石之一，储量极其丰富。把它融化后制成丝，抗拉强度也能达到四五万大气压。

压缩空气蓄能是非常有前途的大规模蓄能方案，但是尚未形成产业，相关研究也还很不够。国际上，已经一些公司开发出小规模的产品，可以实现很高的充放能效率。

压缩空气除了直接蓄能以外，还可以实现很多看起来不太可能实现的功能，比如充放能效率超过百分之百，也就是充进去1度电，放出来超过1度电。有两种方法可以实现这一点。一是在寒冷的地方压缩，然后再炎热的地方膨胀做功，由于内能和气体的绝对温度成正比，如果在0度左右的高原压缩空气，在27度左右的城市环境中膨胀空气，空气的能量就会多出10%。还有一种方式是利用高度差，比方在海拔1550米左右的高原（风能集中地区）压缩空气到200大气压，再用管道将压缩空气传送到在海拔50米左右的城市，压缩空气气压自然会上升到250大气压左右，因为压缩空气很重，在联通的管道里，底部压强大，顶部压强小。这样又可以得到额外的一些能量。这些能量来自高原空气本身的势能。相对同一地点的压缩空气蓄能，高原压缩，低海拔地区利用，可以不费代价地多得到温度差，势能差，压强差三份能量（有重复计算）。

如果使用300大气压的压缩空气，同样储存5000亿度电，大约需要100亿立方米的高压容器，折合钢材、玻璃纤维等材料为50亿吨。虽然这也是一个很大的数字，但是钢材、铝、玻璃、还有玄武岩等，都是很平凡的资源，根据我们前面对各种资源的分析，在几十年的范围内，并不很难实现。而电化学方法和抽水蓄能在几十年内都是不可能做到的。

100亿立方米300大气压的空气，放出来大约等于30000亿立方米，重约40亿吨，略不到地球空气总量的百万分之一，因此基本不会影响地球大气的功能。在全球变暖的场景下，少一些空气有助于降低地球表面温度，能够缓解全球变暖，但是幅度很小。

大规模蓄能技术与三维城市关系不是很大，但是与未来大规模利用可再生能源关系很大。如果没有大规模蓄能，风能和太阳能等可再生能源的利用率很难超过20%。一旦实现了大规模蓄能，就可以百分之百地使用可再生能源。

三维城市每天要消耗很多电。这些电最后都会变成热，需要靠空气管理系统排出城市。等温压缩空气蓄能，在压缩的时候排出热量，发电的时候吸收热量。如果直接在三维城市里利用压缩空气发电，则电总的热贡献是零。也就是电发出的热都被发电机吸收了，这样可以大幅降低排热系统的功率。另外，在高原或者沿海压缩的空气，直接排放到三维城市里面，也可以改善城市的空气质量。

除了大规模蓄能以外，三维城市里，普通设备的蓄能要求并不是很强。因为一直都在室内，可以随时充电。没有电动汽车的需求，但是有电动代步工具的要求。由于旅行距离短，普通的蓄电池足够了。

对于平时在室外道路上运行的电动汽车和电动自行车，充电非常不方便。三维城市的代步工具本来就在室内使用，充电很方便。

三维城市之间采用高效的轨道交通，城市内采用大量的电梯。这些交通方式如果考虑蓄能的话，能量的消耗还可以大幅降低。比如电梯，每天上上下下，平均下来并不做功。如果我们让下的电梯拉动上的电梯，不需要消耗什么能量。可以设计出电梯的能源回收方案，下的时候（其实是减速或者匀速下降的时候）发电，存起来，上的时候用。如果再在很多电梯间调度，下降的电梯发电，上升的电梯用电，只是不匹配的时候才把电存起来或者从外界取电，这样就可以节省大量电能，也不需要很多蓄电池。

三维城市之间的轨道交通也是类似的，加速的时候用电，减速的时候发电，同样可以节约很多能源。