鉅大LARGE | 點擊量:496次 | 2021年11月02日
未來儲能何去何從 先進電池很必要
即便是對替代能源一無所知的人,也肯定了解一件事情:當(dāng)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(dāng)時,特斯拉CEO伊隆·馬斯克(ElonMusk)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,將白天出現(xiàn)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。這款鋰離子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)家庭供應(yīng)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
有關(guān)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200兆瓦的存儲方法,以便平衡供需矛盾。該公司希望能在2017年部署這樣的方法。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
OncorElectricDelivery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這樣的電動汽車能夠?qū)崿F(xiàn)500英里的單次充電續(xù)航
花旗集團今年一月公布的報告時顯示,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)??赡茉?5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年七月宣布,他們開發(fā)的新型電池比目前的鋰離子電池密度高出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)。
AlevoGroup的GridBank本質(zhì)上就是一塊像集裝箱相同大的電池
在北卡羅來納州,AlevoTechnologies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)助電力公司控制電流。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。