中國儲能網(wǎng)訊：儲能這個話題被炒得如此之熱,以至于人人想在這個領(lǐng)域分一杯羹。國內(nèi)有董明珠領(lǐng)銜各路大咖聯(lián)合投資銀隆,國外不乏比爾蓋茨之流的巨賈孵化鈉電池、液態(tài)金屬電池等新技術(shù)。一直走在科技最前沿的谷歌母公司Alphabet Inc.自然不會落伍,也想在儲能領(lǐng)域一展身手。
Alphabet旗下著名的黑科技實(shí)驗室,被稱為"登月工廠"的X實(shí)驗室目前正在研發(fā)一款新型儲能設(shè)備。該實(shí)驗室成立于2010年,目的是發(fā)明創(chuàng)造改善人類生活的新科技。成立7年多來,已經(jīng)孵化了包括谷歌眼鏡、谷歌無人駕駛、Loon(一種可以給偏遠(yuǎn)地區(qū)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的氣球)等在內(nèi)的一系列黑科技產(chǎn)品。而此次瞄準(zhǔn)儲能,出發(fā)點(diǎn)也是最大化利用可再生能源,在用電低谷期儲存風(fēng)能和太陽能,并在需要的時候釋放能量。
X出手,不同凡響?我們來細(xì)細(xì)看看。
不走尋常路,熔鹽冷凍液做材料
與傳統(tǒng)的化學(xué)電池儲能或物理形式的儲能不同,X實(shí)驗室這款代號為Malta(馬耳他)的儲能項目由諾貝爾物理學(xué)獎獲得者羅伯特?拉夫林教授設(shè)計,結(jié)合了化學(xué)和物理儲能的原理,將電能首先轉(zhuǎn)化為熱空氣和冷空氣,當(dāng)需要的時候再釋放溫差產(chǎn)生氣流來推動渦輪機(jī)發(fā)電。
原理見圖:
Malta原理流程圖
整個儲能設(shè)施主要包含兩個熔鹽罐、兩個冷卻液罐、一臺熱泵和一臺熱機(jī)。當(dāng)能量以電能的形式被輸入系統(tǒng)時,通過熱泵加熱將空氣分成熱空氣和冷空氣兩部分。熱空氣中的熱量被儲存在高溫的熔鹽中,而冷空氣被用來冷卻碳?xì)浠弦?作為"冷能"來儲存。
當(dāng)系統(tǒng)需要釋放能量時,被儲存的熱能和"冷能"又分別被釋放到空氣中形成冷熱空氣,產(chǎn)生氣流,再用此氣流去驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電即可完成釋放能量的過程。整個過程中能量的形式經(jīng)歷了電能→化學(xué)能→動能→電能的轉(zhuǎn)化過程,在鹽罐里儲存的熱量可以維系數(shù)天甚至數(shù)周。
同時,整個系統(tǒng)的體積是可調(diào)整的,Malta可以有不同尺寸:小到一個大型車庫,大到發(fā)電廠,可以根據(jù)需要向大型工業(yè)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心等提供電能。
便宜靈活壽命長,還需要成本考驗
科學(xué)家已經(jīng)驗證了這種技術(shù)的可行性,而Malta的貢獻(xiàn)是設(shè)計了在較低溫度下就可以運(yùn)行的系統(tǒng),節(jié)省了高溫特制鋼材和陶瓷所帶來的成本。
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電網(wǎng)級Malta系統(tǒng)的示意圖
負(fù)責(zé)Malta項目的團(tuán)隊稱該儲能系統(tǒng)有三大好處:
部件成本低:雖然系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)和熱機(jī)需要根據(jù)項目來定制,但系統(tǒng)中大部分部件都是傳統(tǒng)技術(shù),例如鋼罐、空氣和冷卻液,這些材料的生產(chǎn)都很簡單。而鹽可以被輕易地從大自然中提取并且可以反復(fù)利用而無需降解或產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物。
地理靈活性高:該系統(tǒng)不依賴于特定天氣或地理位置,可以放置于可再生能源資源附近或靠近用電負(fù)荷中心。
壽命長、易拓展:熔鹽罐可以反復(fù)充放電數(shù)千次,壽命可達(dá)40年,是現(xiàn)有儲能設(shè)施的2到3倍。通過增加熔鹽罐和冷卻液罐就可以擴(kuò)充系統(tǒng)的容量,減少了擴(kuò)容成本。
團(tuán)隊在其官方主頁稱他們正在積極推進(jìn)該項目的商業(yè)可行性,并在尋找行業(yè)合作伙伴共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用。下一步的計劃是建立起一個兆瓦級的儲能工廠來驗證此技術(shù)在商業(yè)化規(guī)模上的應(yīng)用。
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Malta的工程師Siyuan與同事探討渦輪機(jī)的設(shè)計
成本仍然是最受關(guān)注的問題。 X實(shí)驗室拒絕公布Malt原料到底有多便宜,但Malta的首席工程師Raj Apte表示該熔鹽儲能裝置有潛力做到比鋰電池和其他電網(wǎng)級儲能技術(shù)便宜幾倍。
然而鋰電池的成本正在不斷下降,彭博新能源財經(jīng)的儲能分析師Yayoi Sekine表示,Malta雖然有跟鋰電池競爭的潛力,但是一項新型技術(shù)需要面臨多項挑戰(zhàn)。
對于儲能來說,投資人最擔(dān)憂的還是其長達(dá)數(shù)年的回收周期,雖然Alphabet擁有950億美元的龐大流動資金,但也有終止或撤回偏離其主業(yè)務(wù)(軟件與計算)的實(shí)驗項目的先例。因此,Malta還需要克服技術(shù)和資金儲備等挑戰(zhàn)才能順利邁入2024年400億美元的儲能市場。
