Gió và Mặt trời là những nguồn năng lượng tuyệt vời nhờ tỷ lệ carbon thấp, tuy nhiên, chúng cũng có một số mặt hạn chế nhất định. Quan trọng hơn, chúng không phải là tài nguyên vô hạn. Chẳng hạn như Mặt trời, không đơn giản chỉ ở việc nó biến mất khi đêm xuống mà còn bởi những ngày trời có mây sẽ khiến một vài nơi rất khó duy trì nguồn năng lượng này quanh năm. Theo một danh sách được cung cấp bởi NOAA (Cục quản lý đại dương và khí quyển quốc gia Mỹ) thì 'Seatle – quê hương của tôi nhận được ít năng lượng từ ánh nắng Mặt Trời hơn tất cả các khu vực ở Mỹ, ngoại trừ 9 thành phố khác', Bill Gates chia sẻ.

Khi đề cập đến gió và Mặt trời, có lẽ câu hỏi khiến nhiều người nghi ngờ là: Chúng ta không thể tạo thêm năng lượng vào những ngày trời nắng hay gió lớn và lưu trữ nó cho những ngày không có chúng có đúng không?

Đây chính là vấn đề: Lưu trữ năng lượng thực tế vô cùng khó và tốn kém.

Chẳng hạn, tôi đã từng viết trong 'Bức thư hàng năm' (Annual Letter) rằng: 'Nếu muốn dự trữ đủ nguồn điện để vận hành mọi thứ trong ngôi nhà của bạn trong vòng một tuần, bạn sẽ cần một nguồn điện khổng lồ và điều đó sẽ khiến hóa đơn của bạn tăng gấp 3 lần'.

Ở chỗ này, hãy ngắt câu trên thành 2 phần để phân tích:

'Nếu bạn muốn dự trữ đủ nguồn điện để vận hành mọi thứ trong ngôi nhà của bạn trong vòng một tuần,....

Theo một báo cáo được cung cấp bởi Cơ quan quản lý thông tin năng lượng Mỹ (U.S. Energy Information Administration) thì trong năm 2014, trung bình một hộ gia đình ở Mỹ sử dụng 911 Kwh mỗi tháng, nghĩa là khoảng 210 Kwh mỗi tuần. Các nguồn pin Lithium Ion (Li-Ion) tốt nhất cũng chỉ có khả năng dự trữ ít hơn 0.2 Kwh/kg (mật độ năng lượng) mà thôi.

Do đó, 1 pin Lithium-ion đủ để dự trữ 210 Kwm cần phải nặng ít nhất 1050 kg (210/0,2), tương đương khoảng 2.314 pound, cũng có nghĩa là hơn 1 tấn.

'....bạn sẽ cần một nguồn điện khổng lồ và điều đó sẽ khiến hóa đơn của bạn tăng gấp 3 lần'.

Con số này được tính toán dựa trên chi phí vốn cho một pin lithium-on có khấu hao theo thời gian hữu dụng của pin. Ví dụ, nếu số tiền đầu tư ban đầu là $150/Kwh với vòng đời khoảng 500 lần sạc thì trong suốt 'cuộc đời' của nó sẽ mất đi $0.3 USD ($150/500) cho mỗi Kwh.

Nên nếu ai đó đang cố gắng dự trữ đủ điện cho chiếc pin này nhằm phục vụ cho tất cả các hoạt động trong gia đình thì anh ta / cô ta sẽ phải trả ít nhất $0.3 cho mỗi 1 Khw hoạt động của pin.

Theo EIA, giá điện trung bình ở Mỹ khoảng $0.1/Kwh. Liên Minh Châu Âu, nơi giá điện khoảng 20 cent/Kwh và Ấn độ dao động từ 2 đến 15 cent, cũng đang chứng kiến sự tăng lên chóng mặt.

Đây là lý do tại sao mà chúng ta cần những phát minh mới giúp việc dự trữ năng lượng không những hiệu quả mà còn phải tiết kiệm.