公用事業(yè)機(jī)構(gòu)需要廉價(jià)的，持久耐用的方法，來存儲電廠生產(chǎn)的多余能量，特別是因?yàn)橛虚g歇的電力，從太陽能和風(fēng)電場添加到混合電網(wǎng)。不幸的是，現(xiàn)有電池用于電網(wǎng)級存儲，不是太昂貴，就是不能持續(xù)所需的數(shù)千次循環(huán)，以便使它們具有成本效益。
低成本電池：阿奎恩公司的這八個(gè)原型電池可以串在一起，組成一個(gè)15伏的模塊（如上圖所示），然后可以繼續(xù)堆疊，組成更大的模塊。 來源：麻省理工科技創(chuàng)業(yè)
一種新電池已經(jīng)開發(fā)出來，開發(fā)者是匹茲堡（Pittsburgh）的阿奎恩能量公司（Aquion Energy），他們使用簡單的化學(xué)反應(yīng)，就是一種水性電解液和豐富的材料，如鈉和錳，而且預(yù)期成本為每千瓦時(shí)存儲容量300美元，不到鋰離子電池使用成本的三分之一。
第三方測試表明，阿奎恩的電池可以持續(xù)5000次以上的充放電循環(huán)，而且有超過85％的效率。 公司已獲得3000萬美元的風(fēng)險(xiǎn)資本，以加快制造它的鈉離子電池（sodium-ion batteries）。這項(xiàng)新技術(shù)可能是最便宜的方式，可以存儲大量能量，讓電網(wǎng)可以使用電池，杰伊•惠特克（Jay Whitacre）說，他是公司的創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官。 阿奎恩公司的電池使用活性炭陽極和鈉錳基陰極。一種水性電解液在兩個(gè)電極之間傳輸鈉離子，進(jìn)行充電和放電。原理類似鋰離子，但鈉離子更豐富，因此使用更便宜。與溶劑型電解質(zhì)相比，水性電解質(zhì)更容易使用，也更便宜。更妙的是，這些材料都是無毒的，電池100％可回收，惠特克說。
下一步是這項(xiàng)技術(shù)的電網(wǎng)級測試。阿奎恩公司已經(jīng)開始裝運(yùn)預(yù)生產(chǎn)的電池原型，運(yùn)送到離網(wǎng)型太陽能電力公司。下個(gè)月，一個(gè)1000伏的模塊會運(yùn)送到荷蘭電工材料協(xié)會（KEMA），這是荷蘭的一家能源咨詢和檢測公司，在費(fèi)城（Philadelphia）外有一套設(shè)施。
公用事業(yè)公司使用存儲的能量，滿足使用高峰期間的電力需求，這種做法稱為調(diào)峰（peak shaving），有助于保持電網(wǎng)的可靠性和效率，并降低電價(jià)?；萏乜苏f，阿奎恩電池的設(shè)計(jì)就是為了這些電網(wǎng)應(yīng)用。他說，“這非常非常適合離網(wǎng)太陽能和風(fēng)能支持，也適合調(diào)峰。這是兩種非常不同的應(yīng)用，而我們的電池已證明對兩種都有效。” 約翰•米勒（John Miller）是電化學(xué)電容器專家，也是咨詢公司JME公司總裁，這家公司在俄亥俄（Ohio）榭柯高地（Shaker Heights），他說，阿奎恩公司的電池可能是最便宜的，有各種電池技術(shù)爭先恐后地提供電網(wǎng)存儲。他以此對比當(dāng)今最常見的電網(wǎng)存儲技術(shù)，就是抽水蓄電，這占95％的公用事業(yè)級儲能。抽水蓄電要在電力需求低的時(shí)候，把水升到高處，在高峰期間放水通過渦輪機(jī)。然而，這受到地質(zhì)和空間的限制，而且抽水蓄電系統(tǒng)需要多年時(shí)間，花費(fèi)數(shù)百萬美元才能建成。公用事業(yè)公司現(xiàn)在開始考慮電池，因?yàn)樗鼈儙讉€(gè)月就可以交付，而且原則上可以放置在任何地方。
“鉛酸更是太昂貴了，”米勒說。“阿奎恩公司的技術(shù)正在到達(dá)抽蓄電的成本范圍，就是每千瓦時(shí)兩美分（在系統(tǒng)的使用壽命期間）。他們是獨(dú)到的，我會說，這非常有希望用于電網(wǎng)存儲。”
到目前為止，沒有現(xiàn)成技術(shù)能夠滿足所有電網(wǎng)的儲能要求，哈雷西•卡瑪斯（Haresh Kamath）說，他是電力研究院（Electric Power Research Institute）能量儲存項(xiàng)目經(jīng)理。“每種技術(shù)都有不同的最有效點(diǎn)”，在成本，安全性，可靠性，壽命和效率方面，都是這樣，他說。
有一些電力公司使用鉛酸電池和鈉硫電池，用于電網(wǎng)存儲。鉛酸電池便宜，但只有500-1000個(gè)循環(huán)，而鈉硫電池很昂貴，每千瓦時(shí)達(dá)1000美元。其他新興技術(shù)，鋰離子電池，地上壓縮空氣存儲，以及流體電池（flow batteries），仍然十分昂貴，而且未經(jīng)證實(shí)。 電網(wǎng)蓄電池技術(shù)也“必須即插即用，而且不需要大量的安裝，”阿里•諾萊（Ali Nourai）說，他是荷蘭電工材料協(xié)會執(zhí)行顧問。阿奎恩公司的電池可能也有缺點(diǎn)，就是大而笨重，就和鉛酸電池一樣，諾萊說，但是，它們成本低，循環(huán)壽命長，就彌補(bǔ)了這一點(diǎn)。
“用于電網(wǎng)存儲，最大障礙是成本，而阿奎恩公司在此占了上風(fēng)，”他說。“如果價(jià)格合適，人們會容忍低效率和高重量。” 卡瑪斯說，鈉離子電池是一項(xiàng)有趣的新技術(shù)，但電網(wǎng)級演示將辨明，它所具備的，是否是公用事業(yè)公司正在尋找的。“與任何其他技術(shù)不同，這是一項(xiàng)非常早期階段的技術(shù)，我們不知道它能做什么，”他說。
“原則上說，它看起來是非常有前途的，這就是為什么，這個(gè)行業(yè)有很多人對此感到興奮，但是，這些承諾是否能兌現(xiàn)，還有待觀察。” 盡管如此，惠特克對阿奎恩公司還是有雄心勃勃的計(jì)劃。這家公司正在制作35瓦時(shí)的組件，是模塊化的，在它的研發(fā)設(shè)施中可堆疊。明年，這家公司希望，在這個(gè)工廠生產(chǎn)多兆瓦時(shí)值的電池，推出它的第一款商業(yè)化產(chǎn)品，并破土動工，修建一座500兆瓦時(shí)產(chǎn)能的工廠。
