储能领域的新进展或将让电网更具韧性

The US Department of Energy wants to improve the energy storage capacity of the national power grid.
The US Department of Energy wants to improve the energy storage capacity of the national power grid.Image: REUTERS/Regis Duvignau
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从为设备供电的五号电池,到如今的电子产品,我们已走过漫长的历程,但我们仍需每天不断为笔记本电脑和手机充电。美国能源部正拨款最多3000万美元,用于进一步研究能够持续数日而非数小时的储能技术。其重点不在于移动设备,而在于改进国家电网。

锂离子电池的新进展将彻底改变储能领域

新型设备的锂离子电池储能技术不断改进,该技术占据了储能市场的90%份额。然而,这项技术每次充电和放电后效率都会有所下降。对于电动汽车和建筑物的大规模储能解决方案而言,这将是一个问题——目前大多数电动汽车的续航里程已经有限。

锂离子电池的价格持续下降,但它们能否支撑储能的未来?Image: Bloomberg

随着该技术不断降价,锂离子电池仍有市场,持续降价,但在太阳能和风能长时间发电不足的情况下,这项技术可能并不可行。据麻省理工学院能源倡议(MIT Energy Initiative)指出,若继续沿用这一技术,还可能阻碍能够提供更大储能容量和更长循环寿命的替代方案的发展。麻省理工学院能源倡议。

美国能源部长里克·佩里本周宣布,未来三年每年将投入最多1000万美元用于量子信息科学研究。量子物理学,该领域聚焦于原子和亚原子粒子中能量的最微观层面,将获得进一步研究。电力储存时长延长计划(DAYS)项目将考察多种技术,包括热能、化学能和机械能技术。

“在美国能源部,我们正在放眼未来能源格局,并确定支撑未来电力系统所需的关键技术,”佩里部长在新闻稿中表示。“这些新型储能方案将使我们有机会提升电网韧性,同时促进国内能源资源更大程度的整合。”

DAYS项目将寻求持续时长在10至100小时之间的长时储能解决方案。目前已有能够长时间储存能量的现有技术,例如抽水蓄能水电(PSH),但由于开发成本高昂,该技术在过去三十年间发展停滞。抽水蓄能水电占美国电网储能容量的95%。

美国能源部此次投资的目标是什么?其目的在于防止停电,并提高整个电网的运行效率。此举还将为更多间歇性可再生能源(如太阳能和风能)铺平道路,并将显著改善因化石燃料碳排放而造成的环境问题。

完善储能基础设施对可再生能源的发展至关重要。虽然在可预见的未来,我们很难摆脱锂离子电池为移动设备充电的局面,但电网的固定式储能技术有望实现更长的使用寿命。

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