中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：新型鈉離子電池，成本不到鋰電池三分之一，可持續(xù)5千次充放電循環(huán)，效率超過(guò)85%，適合電網(wǎng)儲(chǔ)能實(shí)際需求。
鈉離子電池使用活性炭陽(yáng)極和鈉錳基陰極，水性電解液在兩個(gè)電極之間傳輸鈉離子，進(jìn)行充放電，這些材料都是無(wú)毒的，電池100%可回收。
公用事業(yè)機(jī)構(gòu)需要廉價(jià)的，持久耐用的方法，來(lái)存儲(chǔ)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(yáng)能和風(fēng)電場(chǎng)添加到混合電網(wǎng)。不幸的是，現(xiàn)有電池用于電網(wǎng)級(jí)存儲(chǔ)，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。
一種新電池已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，開(kāi)發(fā)者是匹茲堡（Pittsburgh）的阿奎恩能量公司（Aquion Energy），他們使用簡(jiǎn)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(chǔ)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(cè)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(guò)85％的效率。
公司已獲得3000萬(wàn)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(chǔ)大量能量，讓電網(wǎng)可以使用電池，杰伊?惠特克（Jay Whitacre）說(shuō)，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(yáng)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(wú)毒的，電池100％可回收，惠特克說(shuō)。
下一步是這項(xiàng)技術(shù)的電網(wǎng)級(jí)測(cè)試。阿奎恩公司已經(jīng)開(kāi)始裝運(yùn)預(yù)生產(chǎn)的電池原型，運(yùn)送到離網(wǎng)型太陽(yáng)能電力公司。下個(gè)月，一個(gè)1000伏的模塊會(huì)運(yùn)送到荷蘭電工材料協(xié)會(huì)（KEMA），這是荷蘭的一家能源咨詢和檢測(cè)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(chǔ)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(shuō)，阿奎恩電池的設(shè)計(jì)就是為了這些電網(wǎng)應(yīng)用。他說(shuō)，“這非常非常適合離網(wǎng)太陽(yáng)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(duì)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(shuō)，阿奎恩公司的電池可能是最便宜的，有各種電池技術(shù)爭(zhēng)先恐后地提供電網(wǎng)存儲(chǔ)。他以此對(duì)比當(dāng)今最常見(jiàn)的電網(wǎng)存儲(chǔ)技術(shù)，就是抽水蓄電，這占95％的公用事業(yè)級(jí)儲(chǔ)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(guò)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(wàn)美元才能建成。公用事業(yè)公司現(xiàn)在開(kāi)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(shuō)?！鞍⒖鞴镜募夹g(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(huì)說(shuō)，這非常有希望用于電網(wǎng)存儲(chǔ)。” 到目前為止，沒(méi)有現(xiàn)成技術(shù)能夠滿足所有電網(wǎng)的儲(chǔ)能要求，哈雷西?卡瑪斯（Haresh Kamath）說(shuō)，他是電力研究院（Electric Power Research Institute）能量?jī)?chǔ)存項(xiàng)目經(jīng)理?！懊糠N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(shuō)。
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(chǔ)。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(chǔ)，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(shuō)，他是荷蘭電工材料協(xié)會(huì)執(zhí)行顧問(wèn)。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(shuō)，但是，它們成本低，循環(huán)壽命長(zhǎng)，就彌補(bǔ)了這一點(diǎn)?！坝糜陔娋W(wǎng)存儲(chǔ)，最大障礙是成本，而阿奎恩公司在此占了上風(fēng)，”他說(shuō)。“如果價(jià)格合適，人們會(huì)容忍低效率和高重量?！?卡瑪斯說(shuō)，鈉離子電池是一項(xiàng)有趣的新技術(shù)，但電網(wǎng)級(jí)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?！芭c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(shuō)。
“原則上說(shuō)，它看起來(lái)是非常有前途的，這就是為什么，這個(gè)行業(yè)有很多人對(duì)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(duì)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(dòng)工，修建一座500兆瓦時(shí)產(chǎn)能的工廠。
