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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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，可再生能源行業未來成敗的關鍵在于，必須依靠能源存儲技術實現全天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。
替代能源存儲技術在今年早些時候成為媒體關注的焦點，當時，特斯拉CEO伊隆·馬斯克(Elon Musk)推出了Powerwall——這種設計優雅的家用電池可以與家用太陽能電池板配合使用，將白天產生的太陽能存儲起來，以供晚上使用。除此之外，這款產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使用的電池相似，有10千瓦時周循環(3500美元)和7千瓦時日循環(3000美元)兩種型號可選，足以在晚間用電高峰時期為多數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，在美觀程度上實現了巨大的進步。
值得一提的是，特斯拉正在內華達州建設超級電池工廠，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。盡管家用電池現在看起來有些昂貴，似乎只是小眾產品，但它很有可能廣泛普及。原因在于，它也很符合公用事業公司的利益。
公用事業級電池
對于想要擁抱替代能源的公用事業公司來說，電池存儲的關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，白天的太陽能發電量達到峰值，因此家用發電設施會將電流輸送回電網，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，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施的成本。
東京大學工程學院的新型電池技術可以將電池中存儲的電量擴大7倍，使得日產LEAF這樣的電動車能夠實現500英里的單次充電續航。
花旗集團今年1月發布的報告時顯示，仍然依靠老式的集中發電設施，而沒有積極擁抱靈活儲電模式的公用事業公司必將消亡，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�？赡茉�15年內達到4000億美元。
新型電池
與此同時，科學家也在努力開發效率更高的新型電池技術。東京大學工程學院的研究人員于2014年7月宣布，他們開發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？在氧化鋰晶體結構中加入鈷，便可以在充放電周期中創造氧化物和過氧化物，同時加快充電速度。大概只有化學系的學生才能充分理解這一過程，但關鍵在于，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，可以接入到電網中，協助電力企業控制電流。這種GridBank使用了新型電池技術。他們沒有使用傳統的鋰離子，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。這種技術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年生產的全部480個GridBank都已經預售一空。
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