電力儲(chǔ)能技術(shù)潛力巨大 馬云蓋茨等爭(zhēng)相投資
7月5日消息,據(jù)SingularityHub報(bào)道,可再生能源技術(shù)在過去幾十年中取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,最終使太陽能和風(fēng)能發(fā)電在價(jià)格上堪與化石燃料競(jìng)爭(zhēng)。但是當(dāng)太陽不亮或風(fēng)不再刮時(shí),它們就不起作用了。剝離自美國(guó)麻省理工學(xué)院的新能源存儲(chǔ)公司Form energy首席執(zhí)行官泰德˙威利(Ted Wiley)表示:“如果想用可再生能源為世界提供動(dòng)力,我們就需要找到一種方法來克服這種可變性,這樣我們就能在需要的時(shí)候獲得能量。”
這意味著要用電池儲(chǔ)存多余能量,以彌補(bǔ)供應(yīng)的變化,這些電池不僅能每日儲(chǔ)能,還要能儲(chǔ)能數(shù)周乃至數(shù)月。Form Energy公司特別關(guān)心儲(chǔ)能時(shí)間較長(zhǎng)的電池技術(shù),該公司正在設(shè)計(jì)一種基于硫磺的新型電池,它可以一次儲(chǔ)存幾個(gè)月的可再生能源,而成本僅為當(dāng)前成本的一小部分。比爾˙蓋茨(Bill Gates)、杰夫˙貝索斯(Jeff Bezos)、馬云(Jack Ma)以及理查德˙布蘭森(Rid Branson)等億萬富翁都已經(jīng)向其投資。
盡管鋰離子電池的成本在過去十年里急劇下降,但它們的成本仍然太高,不足以覆蓋更長(zhǎng)的使用時(shí)間,使可再生能源成為我們電網(wǎng)的主要能源。正因如此,麻省理工學(xué)院(MIT)教授、Form Energy公司聯(lián)合創(chuàng)始人蔣業(yè)明(Yet-Ming Chiang)證實(shí),該公司正在尋求的解決方案之一是"硫磺流電池"(sulfur-flow battery)。Form energy首席執(zhí)行官威利之前曾與人共同創(chuàng)立了電池創(chuàng)業(yè)公司aquon Energy,并獲得蓋茨的資助。威利承認(rèn):“如果硫磺流電池的想法取得成功,它可能會(huì)徹底重新定義電力行業(yè)。”
蔣業(yè)明的早期硫磺電池實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,可以利用硫代替鋰生產(chǎn)可充電電池。硫是天然氣和煉油的天然副產(chǎn)品,不僅儲(chǔ)量豐富,而且在長(zhǎng)期儲(chǔ)存能源方面也特別出色。他與麻省理工學(xué)院(MIT)博士、能源存儲(chǔ)建模專家馬可˙費(fèi)拉拉(Marco Ferrara)合作得出的結(jié)論是,包括這種存儲(chǔ)技術(shù)在內(nèi)的可再生能源發(fā)電可以改變?nèi)蚰茉淳W(wǎng),完全替代化石燃料。
到目前為止,F(xiàn)orm Energy公司始終不愿透露有關(guān)新技術(shù)的具體細(xì)節(jié)。 流體電池通常由含有某種形式的、電活性化學(xué)元素的兩個(gè)儲(chǔ)罐組成。液體通過含有正負(fù)電極(陽極和陰極)的中央充電室泵入,這也是能量?jī)?chǔ)存和能量釋放過程發(fā)生的地方。充電室被一層薄膜分隔成兩部分,以確保液體不會(huì)彼此真正接觸。流體電池的優(yōu)點(diǎn)包括易于擴(kuò)展,長(zhǎng)周期壽命。其缺點(diǎn)則是能量密度較低,元器件成本較高。
Form Energy公司使用的硫磺既便宜又豐富,從而大大降低了成本。正如《PV-Magazine》雜志所述,電池在陽極中使用硫磺,在陰極中使用充氧液體鹽。氧氣進(jìn)出陰極使電池放電和充電。蔣業(yè)明解釋稱:“這種電池可以吸入和呼出空氣,但它不呼出二氧化碳,而是呼出氧氣。這樣做的目的是通過吸收氧氣進(jìn)出系統(tǒng)來創(chuàng)造電荷平衡。”
Form Energy公司目前的電池樣本只有咖啡杯那么大。流體電池的可擴(kuò)展性意味著,它們可以升級(jí)到電網(wǎng)級(jí)的存儲(chǔ)容量。在2017年發(fā)表的關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的論文中,蔣業(yè)明表示:“流體電池的儲(chǔ)存化學(xué)成本是已知電池中最低的。”成本低至1美元/千瓦時(shí)。即使加上邊緣系統(tǒng)的成本,電池總成本也可能低至10美元/千瓦時(shí),約為目前使用的最先進(jìn)鋰離子電池成本的十分之一。
存儲(chǔ)正在迅速成為可再生能源領(lǐng)域的“圣杯”。可再生能源生產(chǎn)的間歇性(太陽光充足或風(fēng)大時(shí)能量更高,反之更低)使得找到儲(chǔ)存能源的方法勢(shì)在必行。不只是存儲(chǔ)一兩天,而是隨著時(shí)間的推移,季節(jié)性生產(chǎn)也會(huì)有很大的變化。其他技術(shù),如抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能,目前的最低成本為100美元/千瓦時(shí),但地理因素嚴(yán)重影響了它們的潛力。如果伊隆˙馬斯克(Elon Musk)的想法是對(duì)的,那么鋰離子電池也在快速接近這個(gè)基準(zhǔn),但這些電池在儲(chǔ)能能力上仍有一定的局限性。
到目前為止,F(xiàn)orm Energy公司已經(jīng)籌集了1100萬美元資金,其中包括來自突破性能源公司(BEV)的900萬美元投資,這家公司是由上述科技巨頭組建的。這家10億美元風(fēng)險(xiǎn)投資基金的目標(biāo)是投資于應(yīng)對(duì)氣候變化的技術(shù)。BEV在網(wǎng)站上稱:“我們的目標(biāo)是為我們的投資創(chuàng)造財(cái)務(wù)回報(bào),每項(xiàng)投資都有可能顯著減少溫室氣體排放。我們知道,這樣做需要?jiǎng)?chuàng)造力和靈活性,我們渴望以新穎的方式來幫助開發(fā)未來的能源解決方案。”
BEV的其他成員包括喬治˙索羅斯(George Soros)、馬克˙扎克伯格(Mark Zuckerberg)、孫正義(Masayoshi Son)以及邁克爾˙布隆伯格(Michael Bloomberg)。到目前為止,該基金已投資于Form Energy,以及另一家能源存儲(chǔ)初創(chuàng)公司Quidnet Energy。如果該基金能夠保持這種投資速度,它將進(jìn)一步推動(dòng)可再生能源的發(fā)展。可再生能源目前最大的發(fā)展瓶頸就是儲(chǔ)存問題。隨著電池技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步,我們能夠儲(chǔ)存更多太陽能和風(fēng)能只是時(shí)間問題。
責(zé)任編輯:仁德財(cái)
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