據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》網(wǎng)站8月16日?qǐng)?bào)道，利用空氣和重力來儲(chǔ)存太陽(yáng)能及風(fēng)能等可再生能源的新一代技術(shù)離實(shí)用化越來越近。日本住友重機(jī)械工業(yè)出資的英國(guó)初創(chuàng)企業(yè)將于2024年使首座儲(chǔ)能設(shè)施投入使用，該設(shè)施將利用可再生能源把空氣變成液態(tài)，發(fā)電時(shí)再將其變回氣態(tài)帶動(dòng)渦輪機(jī)工作。設(shè)備壽命長(zhǎng)，費(fèi)用最多可比蓄電池縮減六成。隨著儲(chǔ)能選項(xiàng)的增加，或?qū)⒋龠M(jìn)脫碳社會(huì)的實(shí)現(xiàn)。
報(bào)道稱，可再生能源大多容易受到天氣和自然條件的影響。若要大量引入可再生能源，供求必須達(dá)到平衡，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，儲(chǔ)能技術(shù)不可或缺。目前主要使用鋰離子電池等蓄電池來儲(chǔ)能，但其壽命只有10年，長(zhǎng)期來看成本較高。
在儲(chǔ)能領(lǐng)域，備受關(guān)注的企業(yè)是住友重機(jī)于2020年出資4600萬美元的英國(guó)初創(chuàng)企業(yè)Highview Enterprises。該公司擁有的技術(shù)是，利用可再生能源產(chǎn)生的剩余電力將空氣壓縮至20個(gè)大氣壓，冷卻到攝氏零下160度以下，使其變成液態(tài)，發(fā)電時(shí)再對(duì)液態(tài)空氣進(jìn)行加熱使其膨脹，由此帶動(dòng)渦輪機(jī)工作。
該公司將于2024年內(nèi)在英國(guó)建設(shè)商用設(shè)施。儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到30萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于日本70個(gè)家庭一年的用電量。建設(shè)費(fèi)用約合150億日元，雖然比同等規(guī)模的鋰電池設(shè)備高一些，但使用年限為40年，比鋰電池長(zhǎng)30年，從長(zhǎng)期來看，費(fèi)用較為便宜。據(jù)推算，每千瓦時(shí)的蓄電成本約為110歐元，該公司表示“比鋰電池便宜六成”。
報(bào)道指出，空氣變成液態(tài)之后，體積只有氣態(tài)時(shí)的1/300，因此也便于在土地面積有限的城市地區(qū)使用。據(jù)稱，電能到電能的轉(zhuǎn)換效率為55%到60％，雖然遜色于蓄電池的70%到80％，但在廢熱利用等方面還有改進(jìn)的余地。
Highview Enterprises還計(jì)劃在西班牙建設(shè)這樣的設(shè)施。每處設(shè)施的容量為30萬千瓦時(shí)以上，預(yù)計(jì)西班牙的總?cè)萘繉⑦_(dá)到210萬千瓦時(shí)以上。日本國(guó)內(nèi)方面，將于2022年開始與住友重機(jī)共同建設(shè)試驗(yàn)設(shè)施，最早于2024年啟用。
初創(chuàng)企業(yè)Hydrostor則大力開發(fā)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)。該公司將于2025年在澳大利亞建設(shè)最大儲(chǔ)能容量為160萬千瓦時(shí)的設(shè)施，2026年還將建設(shè)最大儲(chǔ)能容量達(dá)到400萬千瓦時(shí)的設(shè)施。壓縮空氣與液態(tài)空氣相比，需要更大的空間，Hydrostor設(shè)想把地下洞窟等用作儲(chǔ)能場(chǎng)所。該公司表示：“相較于大規(guī)模蓄電池設(shè)備性價(jià)比高得多，壽命可達(dá)到50年以上。”
還有的企業(yè)還在推進(jìn)另一種舉措，類似使用夜間電力的抽水蓄能發(fā)電，但使用的不是水，而是預(yù)先把“塊狀物”提升到高處，需要電力時(shí)再把其放下來發(fā)電。
報(bào)道稱，在這方面走在前列的是軟銀集團(tuán)和沙特阿美等出資的瑞士初創(chuàng)企業(yè)Energy Vault。該公司已于2月在紐交所上市。
Energy Vault使用了高度超過100米的塔，利用可再生能源電力驅(qū)動(dòng)起重機(jī)，將使用土、灰燼、廢棄物等制成的每個(gè)重35噸的磚塊提升至高處進(jìn)行堆放。需要電的時(shí)候，再把磚塊放下去，利用此時(shí)的推動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)發(fā)電。據(jù)悉抽水蓄能發(fā)電的發(fā)電效率為70％，而該技術(shù)的發(fā)電效率高達(dá)80％以上。
Energy Vault表示“成本是鋰電池的一半”。據(jù)估算，在塔高120米、使用約6000個(gè)磚塊的情況下，可以儲(chǔ)存3.5萬千瓦時(shí)的能量。Energy Vault還開發(fā)出了類似于集裝箱倉(cāng)庫(kù)的新一代設(shè)備。據(jù)悉可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬千瓦時(shí)的高容量。
Energy Vault表示“成本是鋰電池的一半”。據(jù)估算，在塔高120米、使用約6000個(gè)磚塊的情況下，可以儲(chǔ)存3.5萬千瓦時(shí)的能量。Energy Vault還開發(fā)出了類似于集裝箱倉(cāng)庫(kù)的新一代設(shè)備。據(jù)悉可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬千瓦時(shí)的高容量。
此外，儲(chǔ)能領(lǐng)域還出現(xiàn)了使用高層建筑電梯的舉措。奧地利國(guó)際研究機(jī)構(gòu)“國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所”的技術(shù)是，利用剩余電力將載有重物的集裝箱運(yùn)送到高樓層，需要電力時(shí)，再用電梯將重物移動(dòng)到低層，利用此時(shí)的能量進(jìn)行發(fā)電。該機(jī)構(gòu)估算稱，每千瓦時(shí)的蓄電成本為21到128美元。
在超導(dǎo)磁鐵的磁力作用下處于懸浮狀態(tài)的“飛輪”，能夠以旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的形式把能量?jī)?chǔ)存起來，相關(guān)技術(shù)也在開發(fā)之中。飛輪可持續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此能夠減少能量損失。JR東日本設(shè)想回收電車的再生能量，目前正在使用重達(dá)15噸的飛輪進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)。該公司表示該技術(shù)也可以應(yīng)用于可再生能源儲(chǔ)存用途。
