5项助力迈向清洁能源未来的电池储能创新技术

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  • 许多可再生能源具有“用则有、弃则失”的特性,这使电池储能成为全球清洁能源转型的关键环节。

  • 新型储能解决方案有助于推动从数据中心到道路运输等多个领域的脱碳。

  • 在世界经济论坛“UpLink创新生态系统”的支持下,多项电池技术正获得助力以实现规模化发展。

高效储能是我们摆脱长期以来对化石燃料的依赖、迈向更清洁未来的关键举措。

作为全球能源转型的一部分,多项电池技术正在被率先研发,它们能够储存富余的可再生电力,并推动从数据中心到道路运输等多个领域的脱碳努力。

以下是部分电池储能解决方案,来自UpLink顶尖创新者及其他企业,这些方案有助于我们实现净零排放的未来。

含有机元素的锂离子电池

脱碳竞赛正使稀有金属和矿物的供应承受巨大压力,而这些金属和矿物是电池储能及其他能源转型技术所必需的。

一个团队的麻省理工学院化学家旨在通过研发一种锂离子电池来缓解电动汽车(EV)行业的金属短缺问题,该电池采用基于有机材料的阴极,以取代钴或镍等元素。

研究表明,这种新设计的生产成本可能低于传统锂离子电池,同时其导电能力与钴电池相近。

“它已经能够与现有技术相竞争,并且可以大幅节省成本,减少目前用于电池的金属开采所带来的诸多麻烦和环境问题。”麻省理工学院W.M.凯克能源教授Mircea Dincă在谈及这一新设计时如是说。

商用车辆电动化

UpLink顶尖创新者Evolectric Incorporated公司致力于打造专用车辆和电池解决方案,旨在提高电动出行运输的普及率。

这家总部位于美国的公司开发了一种方法,通过将现有以化石燃料为动力的商用车辆升级为智能、100%纯电动汽车,从而延长其使用寿命。

将循环经济原则融入当代电动汽车技术,为车队所有者提供了一种途径,使其能够以可持续发展为理念升级现有商用车辆,而无需承担购买新车的费用。

将富余能源储存于沙中

在寻找储存可再生能源富余电力的方法方面,大自然可以提供帮助,这些可再生能源通常是“用则有、弃则失”地产生的。

芬兰Vatajankoski发电厂设有全球首座商用规模的沙子电池,该电池使用100吨低品位沙子,这些沙子因质量太差而无法用于建筑。

芬兰风能和太阳能发电设施所产生的电力驱动沙子电池内的电阻加热器,加热器产生的热量通过热交换管道由风扇输送,以保持厚实隔热的沙子保持温暖。

在最高600摄氏度的恒定温度下,该沙子电池可储存8兆瓦的热能,在电网电力的补充下,足以为约100户附近住户及一个社区游泳池提供供暖和热水。

尽管该电池的储能量(按单位体积计算)比大多数化学电池少5至10倍,但由于不发生化学反应,它不易燃,维护简便且成本低廉,其环境影响也远低于锂离子电池。

预计到2028年,全球近半数电力将来自可持续能源。Image: 国际能源署

据国际能源署预测,到2028年,可再生能源可占全球发电量的42%,这凸显了高效电力储存解决方案的重要性。

让电力更便携

多功能性是UpLink科技初创企业Posh Electric所开发的磷酸铁锂电池的核心特点,该公司是“UpLink Yes旧金山城市可持续发展挑战赛”的获胜者之一。

适用于房车、旅行车、移动住宅等的电池充电座,为柴油发电机提供了一种便携且可持续的替代方案,后者常用于为路途中的插电式电器(如电磁炉)供电。

该公司采用循环经济的生产理念,注重回收和再利用现有的电池部件。

“我们正努力使各类电池的存储更加便捷、易于使用。我们的理念是,电池应当即插即用,我们希望让电池成为便携式发电机的直接替代品。”公司创始人兼首席执行官郑维(Wesley Zheng)向世界经济论坛表示。

“在设计电池之初,我们就已考虑到如何在电池寿命终结时高效地将其拆解,”他说。

世界经济论坛在推动向清洁能源转型方面正在开展哪些工作?

面向可持续城市的移动储能

另一位“UpLink Yes旧金山城市可持续发展挑战赛”获胜者Moxion公司研发出全球首款全电动替代化石燃料发电机的产品。

该公司制造了全球能量密度最高的电池系统,能够在一台可挂载于卡车的移动发电机中储存600千瓦时的电能。这款强大的设备体积小巧,可通过一组双开门运入,因此结构紧凑、便于移动,并可在需要之处提供可靠的零排放电力。

这些只是电池储能解决方案助力能源转型以及全球实现未来脱碳目标的众多创新方式中的几例。还有哪些解决方案即将问世?让我们拭目以待。

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