到2024年，儲(chǔ)能裝置的市場(chǎng)或超440億美元，而電池有望在其中占據(jù)大頭。
“你不能只把電池當(dāng)作唯一的解決方案”
抱歉，馬斯克，僅靠電池是不夠的。
特斯拉(Tesla)的創(chuàng)始人埃隆˙馬斯克(Elon Musk)誓言要改變世界，他在內(nèi)華達(dá)州的沙漠里建造了一座龐大的電池工廠，作為其夢(mèng)想的起步，而與此同時(shí)，從多倫多到東京的投資人們則在悄然研發(fā)或許能讓埃隆得償所愿的下一代科技。
據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)(Bloomberg New Energy Finance)的數(shù)據(jù)，到2024年，儲(chǔ)能裝置的市場(chǎng)可能會(huì)超過440億美元，而電池有望在其中占據(jù)大頭，特別是用在手機(jī)和電動(dòng)汽車內(nèi)的鋰電池?？蓡栴}是，電池?zé)o法應(yīng)對(duì)所有需求。
開采鋰礦會(huì)損害環(huán)境，這一點(diǎn)已被視為破壞智利北部火烈鳥棲息地的罪魁禍?zhǔn)住３酥?，電池的電量也?huì)隨著時(shí)間而流失。它們能平衡每一分鐘的供電變化，但無法在夏天吸收太陽(yáng)能，到冬天再釋放出去。
“未來要維持電力的供給，我們需要形形色色的解決方案，”彭博新能源財(cái)經(jīng)的創(chuàng)始人邁克爾˙利布賴克(Michael Liebreich)表示?！叭绻阆佣斓奶?yáng)不夠閃耀，你真的會(huì)去買一塊電池，每年夏天充一次電，然后每年冬天使用一次嗎?恐怕不會(huì)吧。你不能只把電池當(dāng)作唯一的解決方案?！?/p>
要實(shí)現(xiàn)風(fēng)能和太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張以及減少污染，儲(chǔ)能裝置至關(guān)重要，因?yàn)樗軐⒋丝躺傻碾娏?chǔ)蓄起來，留待日后使用。正如冰箱在20世紀(jì)改變了人類處理食物的方式，儲(chǔ)能裝置也會(huì)為電網(wǎng)以及屋頂太陽(yáng)能的消費(fèi)者們提供更多彈性，人們可以選擇何時(shí)使用這些電力，從而減少世界所需的大型電廠的數(shù)量。
以下是鋰電池以外的一些處于研發(fā)階段的主要蓄能項(xiàng)目：
水電
早在電池以前，人們就已通過水電站儲(chǔ)蓄電力了，即將水抽至山上的水庫(kù)里，然后在需要電力時(shí)，釋放水源，以驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電。這種儲(chǔ)能方式足夠持久，可以讓夏天產(chǎn)生的太陽(yáng)能電力留待冬天使用。水力發(fā)電是可再生能源中最古老的一項(xiàng)技術(shù)，根據(jù)美國(guó)能源部的數(shù)據(jù)，水電在所有儲(chǔ)能方式中所占比例大大超過了90%。
據(jù)潮汐澙湖電力公司(Tidal Lagoon PowerLtd.)介紹，除傳統(tǒng)水電站外，潮汐澙湖也能通過短期蓄水的方式，發(fā)揮類似儲(chǔ)能效果。眼下，該公司正計(jì)劃在英國(guó)海岸打造六座澙湖。
鐵路發(fā)電
火車可兼做儲(chǔ)能裝置。2016年4月，內(nèi)華達(dá)土地管理局批準(zhǔn)了先進(jìn)鐵路儲(chǔ)能(Advanced Rail Energy Storage，簡(jiǎn)稱ARES)的一個(gè)耗資5500萬(wàn)美元的鐵路機(jī)車儲(chǔ)能項(xiàng)目。
ARES將建造一條大約10公里長(zhǎng)的上坡鐵路走廊，搭配使用重負(fù)荷的列車。電價(jià)低廉時(shí)，把列車送至山上。等需要電力時(shí)，再讓列車下山，透過列車上方的線纜將電力供給電網(wǎng)。
據(jù)首席執(zhí)行官吉姆˙凱利(JimKelly)預(yù)估，該系統(tǒng)的成本只有等效抽水儲(chǔ)能設(shè)施的60%。項(xiàng)目工期為9個(gè)月，預(yù)計(jì)將于2017年第二季度開工。完工后可運(yùn)行40年之久。
空氣存儲(chǔ)
壓縮空氣存儲(chǔ)裝置可將氣體封存在地下，然后在任何需要的時(shí)間將氣體釋放，以驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電。
多倫多的一個(gè)項(xiàng)目將空氣存儲(chǔ)在水下的氣罐里。電力需求增加時(shí)，這些空氣可通過管道返回地面，同時(shí)轉(zhuǎn)化為電能。
壓縮空氣存儲(chǔ)需要有一種特定的巖層類型。世界各地已有若干個(gè)相關(guān)項(xiàng)目，其中一個(gè)在德國(guó)的洪托夫，另一個(gè)在亞拉巴馬州的麥金托什。幾個(gè)大型項(xiàng)目則被擱置了起來，包括得梅因市附近的艾奧瓦儲(chǔ)能廠(Iowa Stored Energy Plant)，以及德雷瑟-蘭德集團(tuán)(Dresser-Rand Group)位于德克薩斯州安德森縣的317兆瓦的阿佩克斯貝塞爾能源中心(Apex Bethe lEnergy Center)。
電產(chǎn)氣
包括汽車廠商奧迪(Audi)在內(nèi)的企業(yè)正在研發(fā)一種電產(chǎn)氣技術(shù)，該技術(shù)通過電解術(shù)將多余的電力轉(zhuǎn)化為氫氣。產(chǎn)出的氫氣則能直接輸入燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)，或“升級(jí)”為甲烷，用作天然氣的替代品。
世界最大的電力設(shè)備制造商西門子(Siemens)正在嘗試將氫氣轉(zhuǎn)化為清潔的氨水，此舉有望打造出零排放的肥料，供世界各地的農(nóng)民使用。
支持者稱，該方法既能提供長(zhǎng)期也能提供短期備用能源，因?yàn)闅錃饪蔁o限期封存。這也就意味著，可將夏天制造的電力留待冬天使用。但經(jīng)濟(jì)上是否可行，尚不明確。
飛輪
飛輪與傳統(tǒng)電池毫無相似之處。試想一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱體，不僅能存儲(chǔ)動(dòng)能，還能通過某種方式將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電力。一開始要用電讓飛輪轉(zhuǎn)起來，而當(dāng)電力供給不足時(shí)，飛輪可帶動(dòng)一只馬達(dá)產(chǎn)生電力。它們可在短期內(nèi)釋放全部電能，也可長(zhǎng)期存儲(chǔ)使用。
總部位于東京的鐵路技術(shù)研究所(Railway Technical ResearchInstitute)正在研發(fā)一種使用超導(dǎo)磁懸浮軸承的飛輪，以降低旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力。該技術(shù)也使用了一種以碳纖維加固的塑料材料，使得飛輪更加堅(jiān)固，轉(zhuǎn)速更快。此種軸承可讓飛輪懸浮起來，與四周不接觸，藉此降低摩擦耗能。
眼下，鐵路技術(shù)研究所正與古河電氣工業(yè)株式會(huì)社(Furukawa Electric Co.)及米拉普羅公司(Mirapro Co.)一同研發(fā)飛輪技術(shù)。它們已在日本山梨縣的一座1兆瓦太陽(yáng)能園區(qū)內(nèi)建起了一個(gè)飛輪系統(tǒng)。加拿大電力公司TemporalPowerLtd.和美國(guó)燈塔電力公司(Beacon Power Corp.)也在朝這個(gè)方向努力。
