未來儲能何去何從 先進電池很必要

時間:2015-12-09 10:20來源:唐·威爾莫特 作者:西顧
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      等到幾年后投產(chǎn)時，內(nèi)華達州斯帕克斯的特斯拉超級電池工廠將成為全世界最大的電池生產(chǎn)商
 
　　即便是對替代能源一無所知的人，也肯定知道一件事情：當太陽下山或風(fēng)不再刮時，也就沒有能量可以收集。正因如此，可再生能源行業(yè)未來成敗的關(guān)鍵在于，必須依靠能源存儲技術(shù)實現(xiàn)全天24小時不間斷的能源供給。換句話說，我們需要一些巨大而先進的電池。
 
　　替代能源存儲技術(shù)在今年早些時候成為媒體關(guān)注的焦點，當時，特斯拉CEO伊隆·馬斯克(Elon Musk)推出了Powerwall——這種設(shè)計優(yōu)雅的家用電池可以與家用太陽能電池板配合使用，將白天產(chǎn)生的太陽能存儲起來，以供晚上使用。除此之外，這款產(chǎn)品還可以在電費最低的時段完成儲能。這款鋰電池與特斯拉電動汽車內(nèi)使用的電池相似，有10千瓦時周循環(huán)(3500美元)和7千瓦時日循環(huán)(3000美元)兩種型號可選，足以在晚間用電高峰時期為多數(shù)家庭提供足夠的電力。一代人以前，這種容量的電池組外形可能跟丑陋的車用鉛酸電池類似。特斯拉的壁掛式電池沒有任何液體，在美觀程度上實現(xiàn)了巨大的進步。
 
　　值得一提的是，特斯拉正在內(nèi)華達州建設(shè)超級電池工廠，那里甚至有可能成為全世界最大的建筑，里面將有大量的電池。盡管家用電池現(xiàn)在看起來有些昂貴，似乎只是小眾產(chǎn)品，但它很有可能廣泛普及。原因在于，它也很符合公用事業(yè)公司的利益。
 
　　公用事業(yè)級電池
 
　　對于想要擁抱替代能源的公用事業(yè)公司來說，電池存儲的關(guān)鍵在于平衡電力需求。例如，太陽能在夏威夷取得了成功。然而，白天的太陽能發(fā)電量達到峰值，因此家用發(fā)電設(shè)施會將電流輸送回電網(wǎng)，但夏威夷電力公司卻沒有地方存儲這些電力。正因如此，公用事業(yè)公司也在尋找高達200兆瓦的存儲方案，以便平衡供需矛盾。該公司希望能在2017年部署這樣的方案。
 
　　Oncor Electric Delivery擁有德克薩斯州最大的電網(wǎng)，他們計劃花費超過20億美元購買5千兆瓦電池，以便減少新建電廠和輸電設(shè)施的成本。
 
       東京大學(xué)工程學(xué)院的新型電池技術(shù)可以將電池中存儲的電量擴大7倍，使得日產(chǎn)LEAF這樣的電動車能夠?qū)崿F(xiàn)500英里的單次充電續(xù)航。
 
　　花旗集團今年1月發(fā)布的報告時顯示，仍然依靠老式的集中發(fā)電設(shè)施，而沒有積極擁抱靈活儲電模式的公用事業(yè)公司必將消亡，部分原因在于電池存儲成本將從2020年的230美元/千瓦時，降低到幾年后的150美元/千瓦時。(這都得感謝特斯拉。)全球電池存儲市場規(guī)模可能在15年內(nèi)達到4000億美元。
 
　新型電池
 
　　與此同時，科學(xué)家也在努力開發(fā)效率更高的新型電池技術(shù)。東京大學(xué)工程學(xué)院的研究人員于2014年7月宣布，他們開發(fā)的新型電池比目前的鋰電池密度高出7倍：具體而言，密度可達2570瓦時/千克。他們是如何做到的呢？在氧化鋰晶體結(jié)構(gòu)中加入鈷，便可以在充放電周期中創(chuàng)造氧化物和過氧化物，同時加快充電速度。大概只有化學(xué)系的學(xué)生才能充分理解這一過程，但關(guān)鍵在于，這似乎的確有用，而7倍的密度提升的確可以帶來一場變革(尤其是對受到續(xù)航里程限制的電動汽車而言)。
 
　　在北卡羅來納州，Alevo Technologies正在加緊生產(chǎn)一種2千兆瓦的大型電池。它們的尺寸跟集裝箱相仿，可以接入到電網(wǎng)中，協(xié)助電力企業(yè)控制電流。這種GridBank使用了新型電池技術(shù)。他們沒有使用傳統(tǒng)的鋰離子，而是采用了LFP(磷酸鐵鋰)、石墨，以及一種能在電子穿過的過程中減小阻力的無機電解質(zhì)。這種技術(shù)可以降低電池運行過程中的溫度，壽命也比鋰離子電池更長。目前為止，該公司計劃在2016年生產(chǎn)的全部480個GridBank都已經(jīng)預(yù)售一空。
 
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