热能储存是一种低成本、可扩展的方式,可迅速为人工智能和工业增长提供动力

thermal storage
A worker inspects an Antora thermal battery at an industrial site. Thermal storage could be used alongside renewables to meet growing global power demand.Image: Antora
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  • 电力需求预计将持续增长,但速度是一个限制因素,因为建设传统电力供应设施可能需要很长的前置时间。

  • 科技巨头在探索核聚变的同时,热能储存已经具备条件,可在数月内部署,以提供具有成本效益、可靠的清洁能源。

  • 2026年世界经济论坛年会的与会者将讨论此类创新如何帮助在地球边界之内构建繁荣。

近几十年来,能源需求在美国和欧洲基本停滞不前。随着工业增长放缓以及能源效率取得显著进步,即使人口稳步增加,工业化世界的能源消耗多年来几乎没有变化。

如今,能源格局已经逆转,需求正在激增,正如国际能源署的《2025年电力年中更新》中所详述的那样。在世界许多地区,大型工厂和数据中心正在建设,其中一些耗电量相当于整座城市。

在美国,电力需求预计将增长到2029年增长16%,据电力行业咨询公司Grid Strategies称,这主要得益于为人工智能(AI)热潮提供动力的数据中心的爆发式增长。到2030年,数据中心可能占美国5%的和欧洲8%的电力消费,是当前份额的三倍。

对于争相赢得人工智能军备竞赛的科技巨头而言,速度至关重要。但要满足这一极其庞大的需求,绝非简单地打开开关即可。低成本、可扩展的电力已成为人工智能和工业增长的限制因素。例如在美国,并网排队等待时间now长达半个十年。新建联合循环燃气轮机的等待时间最长可达七年,同时成本也在迅速上升。

为此,大型人工智能和数据中心公司(也被称为超大规模云服务商)正在投入数十亿美元用于聚变和先进核裂变等解决方案。但这些技术距离大规模商业化部署至少还有十年时间。

寻找“灵丹妙药”的努力也掩盖了一个简单的事实:挑战已不再是生产廉价、清洁的能源,而是如何快速且全天候地获取这些能源。

最快、最便宜的能源

在过去十年间,全球各地部署了大量低成本清洁发电设施。这些资源如今已常规性地生产出人类历史上一些成本最低的能源。但这些廉价电力往往在错误的地点、错误的时间生产出来。成本最低的能源。

电价的错配显而易见,电价可能每小时变动,有时甚至每分钟都在变化。当正午阳光充沛、电网过剩,或夜间用电需求下降时,电价往往会降至接近零。在西班牙和美国中西部等地,Antora根据市场数据提供商的数据进行的测算显示,近年来有四分之一的时段,电价已跌至每千瓦时1美分以下的极低水平。

在许多市场中,清洁电力供应如此充裕,以至于整座发电厂会连续数小时停机。据Antora对市场数据提供商和行业媒体数据的分析,2024年美国被弃用的这部分所谓弃电量,足以为该国几乎所有人工智能数据中心供电。

清洁电力不仅便宜,部署速度也很快。例如,太阳能项目仅需一到两年即可建成并投入运营,是全球大部分地区获得经济实惠电力的最快途径。

但在为全天候工业负荷供电方面,这种间歇性能源在很大程度上已被排除在外。大多数储能技术擅长储存数小时的能量,但成本仍然过高,无法弥补数日的发电缺口,也无法提供这些设施所需的基荷能源。

要将这些经济实惠的电力全天候输送,就需要重新思考能源的储存方式。

这是世界上最大的沙电池
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热能储存的建设快速且成本低廉

我和联合创始人创办Antora,一家工业储能服务商时,我们研究了每一种电池技术——从基于锂和钠的先进化学体系,到采用熔盐和铁的方法。我们的发现令人惊讶:储存大量能源最便宜、最具可扩展性的方式,是加热地球上一些储量最丰富的材料。

热电池利用过剩电力加热固态碳等低成本储能块体,将大量能量以热能形式储存起来。这些热量随后可直接输送给工业用户,或转换回电力。热电池使用广泛可得的材料,其储能成本仅为传统电池的一小部分,且储能时长足以提供全天候能源。

同样重要的是,热能储存快速且已具备条件。这些电池在工厂中制造,可在数月内部署。数据中心和制造设施无需等待数年才能获取能源资源,而是可以利用附近的间歇性电力,或与热能储存协同部署新的清洁能源资产。

短短几年间,热能储存已从一项相对鲜为人知的技术,发展成为我们能源未来的潜在基石。多日、多吉瓦时的部署已开始投入运行,现有的热电池工厂可提供足够的储能容量,在数月之内让整座数据中心投入运行。甚至特斯拉也预测,在未来几十年,部署的热能储存将超过锂离子电池。

这不是能源问题,而是时机问题

能源始终是工业增长的根本制约因素。随着人工智能将电子转化为智能,这一事实比以往任何时候都更加清晰。

如今,超大规模云服务商和制造商正试图用过去的基础设施为未来供电,要么等待数年进行电网升级,要么追逐仍需数年才能实现的解决方案。他们忽视了一个事实:随着廉价间歇性能源的兴起,我们已经解决了发电问题,只剩下时机问题。

热能储存正是这一问题的解决方案。通过捕获这些稍纵即逝的能源并实现全天候供应,该技术能够提供推动新一轮工业增长所需的速度与可靠性。

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