Mindre än en mil från en flodmynning fylld med havsutter som är populär bland kajakpaddlare sitter rad på rad med höga, vita stålskåp uppflugna på låga betongplattformar, utrymmet mellan dem kors och tvärs av grusvägar. Allt är tyst, utom för det svaga brummandet av fläktar och måsarna över huvudet.

En förbipasserande kan missta platsen för en självförvaringsanläggning, men gamla möbler och minnessaker förvaras inte här. Solens energi är.

Hela dagen lång strömmar elektricitet från solpaneler in i Kaliforniens elnät, för mycket för att användas under dagsljus när efterfrågan är lägre. Överskottet lagras här, på Pacific Gas &Electrics 182,5 megawatt Moss Landing Elkhorn Battery System.

En gång platsen för statens största fossilbränsleeldade kraftverk är Elkhorn ett av dussintals litiumjonbatterisystem i allmännyttiga skala runt om i landet som matar tillbaka förnybar energi till nätet när det behövs.

"Det här är en framtid bortom fossila bränslen, en framtid med ren luft och ett stabilt klimat", säger David Hochschild, ordförande för California Energy Commission.

Elkhorns rader av vita lådor, som kallas för nyttoklassade batterier, kan hålla solenergi i upp till fyra timmar. Det hjälper till att täcka det avgörande fönstret när solen går ner, precis när tiotals miljoner kalifornier kommer hem, sätter på sina luftkonditioneringar och eldar upp sina spisar för att laga middag, en period som kallas "kvällsrampen."

Fulladdad, Elkhorn-anläggningen rymmer tillräckligt med el för de ögonblickliga kraven från PG&E-kunder i nästan 275 000 hem.

Lagringen gör det möjligt för kraftverket att undvika att anskaffa kraft från dyrare naturgaskraftverk som endast behövs för toppefterfrågan. Bara 10 dagar efter att batterisystemet certifierades för drift, den 17 april, bevisade det sitt värde.

"Vi fyllde batterierna till en kostnad av $10 per megawattimme. När vi började använda den kraften på topp var det värt $100 per megawattimme," sa PG&E:s vd Patti Poppe till en publik vid förra veckans avtäckande av systemet.

Under detta och förra året tog PG&E i drift sex stora anläggningar i delstaten som tillsammans har kapacitet att lagra nästan 1 000 megawatt energi. Den har kontrakt för ytterligare 2 374,5 megawatt fram till 2024.

PG&E drar också ström från en installation intill Elkhorn som ägs av Vistra Corp. i Texas. Den har en kapacitet på 400 megawatt och är planerad att lägga till ytterligare 350 megawatt under de kommande åren.

Förra året installerade Kalifornien mer än 2 gigawatt batterilagring, sa Hochschild, och har nu mer än någon annanstans i världen.

"Det är en otrolig framgångssaga", sa han. "Det är klart att vi har gått in i en guldålder av energilagring."

Lagring sker överallt

Sådana batteriplatser är inte unika för Kalifornien. Åtta delstater har satt upp mål för energilagring för att balansera ut vind- och solenergi, enligt American Clean Power Association, och fler förväntas göra detsamma när priserna faller.

Utan förmågan att lagra energi är solenergi inte så användbar som den kan vara. Och i takt med att mer förnybar energi läggs till landets elnät ökar behovet av lagring.

I Oregon har Wheatridge Renewable Energy Facility, som ägs av Portland General Electric, ett batteri på 30 megawatt kopplat till en 350 megawatt vind- och solenergianläggning.

Florida Power &Light Company bygger en 409 megawatts soldriven batterilagringsanläggning, "tillräckligt för att driva Disney World i cirka sju timmar", sa företaget.

Batterianläggningen, som är under uppbyggnad vid Manatee Energy Storage Center i Parrish, Florida, har tillräcklig kapacitet för att driva cirka 329 000 hem i mer än två timmar och motsvarar 100 miljoner iPhone-batterier.

Delstaten New York tillkännagav denna månad sex parade sol- och batterilagringsprojekt som kommer att lagra 159 megawatt el.

Tillsammans betyder dessa anläggningar hundratusentals hem som inte kommer att behöva ström från ett naturgaskraftverk under den högsäsong när solen går ner.

"Batteriet kan ersätta det", Paul Denholm, en energianalytiker vid National Renewable Energy Laboratory i Golden, Colorado.

Ett typiskt hus använder i genomsnitt cirka 1,25 kilowatt el per timme, säger Jason Burwen, vice ordförande för energilagring på American Clean Power Association.

Ett batteri på 1 megawatt kan driva cirka 330 hem, och många batterier som installeras har fyra timmars energi, tillräckligt för att bära dessa hem genom perioderna med hög efterfrågan, sa Denholm.

Den här typen av hybrid-solbatterianläggningar kan vara en av 2020-talets viktigaste krafttrender, säger Joachim Seel, en vetenskaplig ingenjörsassistent på elmarknaden och policyavdelningen vid Lawrence Berkeley National Laboratory.

Nästan hälften av landets planerade solenergiinstallationer, totalt 675 gigawatt, föreslås som en del av en solbatterihybrid, sade han.

Utmaningarna med förnybar energi

Ett vanligt argument mot att använda förnybar kraft är att solen inte alltid skiner och vinden inte alltid blåser när el behövs. Utan lagring kan förnybar energi försörja endast cirka 50 % av landets energibehov.

Lägg till batterilagring till nätet och det är plötsligt möjligt att föreställa sig att få 80 % eller 90 % av landets kraft från kolfria källor som vind, sol, kärnkraft och vattenkraft, sa Denholm.

Men förvaring är bara en pusselbit, erkände han. För att nå de 80 % eller 90 % måste det amerikanska elnätet moderniseras så att det enkelt kan flytta ström från var den är lagrad till där den behövs. Enligt vissa uppskattningar behöver elöverföringssystemet utökas med 60 % inom det kommande decenniet.

Andra vägspärrar skymtar. Att bygga tillräckligt med lagringskapacitet kommer att innebära att man övervinner förseningar i leveranskedjan och att man klarar av stigande priser på råvaror som nickel, kobolt och litium som används för att skapa batterierna.

Elkhorn-batterierna tillverkades av Tesla, som har fabriker i Kalifornien och Nevada. Men de flesta batterier av nyttostorlek kommer från Korea, Japan och Kina. Nedstängningar av covid-19 där har bromsat produktionen och trasslig sjöfart.

USA arbetar för att flytta produktionen hit, men det kommer att ta tid. Förra månaden tillkännagav Biden-administrationen en investering på 3 miljarder dollar i batteritillverkning och återvinningsanläggningar för att stärka den inhemska försörjningskedjan.

En annan oro är att litiumjonbatterier under fel förhållanden kan överhettas och orsaka bränder.

Vistras Moss Landing-anläggning har haft två sådana incidenter, en i februari och en i september förra året. Ett misslyckat lager i ett luftbehandlingsaggregat gav rök som satte igång sprinklersystemet. Vattnet skadade batterierna, vilket gjorde att en del överhettades, vilket skapade mer rök och släppte ut mer vatten. Ungefär 7 % av modulerna förstördes, sade företaget i en rapport om incidenten.

Ingen skadades i båda fallen, men anläggningen stängdes av efter händelsen i februari. Företaget säger att det planerar att ta det online igen i slutet av sommaren.

En brand i en batteriinstallation i stor skala i Arizona i april stängde också av den i flera månader.

Inget energisystem är helt säkert, påpekar förespråkarna. Under 2017 överbelastade kraftiga regn Kaliforniens Oroville-dammen, vilket krävde att 180 000 människor evakuerades medan grunderosionen reparerades. 1979 drabbades Pennsylvanias kärnkraftverk Three Mile Island av en partiell härdsmälta.

Det inträffade 680 allvarliga incidenter i rörledningar för naturgas, farliga vätskor och flytande naturgas mellan 2002 och 2021, med 260 döda och 1 109 skadade, enligt US Department of Transportation's Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration.

Framtiden för energilagring

Idag finns cirka sex gigawatt batterilagring på plats över hela USA, och ytterligare 14 gigawatts projekt är på gång, säger John Hensley, vicepresident för forskning vid American Clean Power Association.

I slutet av decenniet beräknas det finnas tillräckligt med batterier på det nationella nätet för att rymma 75 gigawatt förnybar energi. Det räcker med el för att driva nästan 50 miljoner hem under en timme – eller för att driva luftkonditionering i 38 miljoner hem efter att solen har gått ner, sa Denholm.

National Renewable Energy Laboratory uppskattar lagringskapaciteten kan växa till så mycket som 650 gigawatt år 2050 med kostnaderna som förväntas sjunka med så mycket som 88%. Under det senaste decenniet har de redan sjunkit med mer än 90 %.

"De här projekten byggs för att de är ekonomiska," sa Denholm. "Det här drivs inte av att politiker säger "Du måste bygga lagring." Den drivs av modellering som visar att verktyg är den mest ekonomiska resursen."

När energiövergången är klar kommer lamporna att tändas precis som de alltid har gjort men elektriciteten som driver dem kommer från andra ställen än vad den gör idag.

Med ett smidigare elnät kan överskottskraft i ett område omedelbart gå dit det behövs, med batterier som fyller i luckorna, sa Burwen.

"Bara för att solen går ner i Utah så lyser den fortfarande i Kalifornien", sa han. "Och när solen går ner i Kalifornien brusar vinden på Great Plains."