壓縮空氣儲(chǔ)能或顛覆傳統(tǒng)電池市場(chǎng)——專訪光帆能源聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)家Danielle'Fong

DanielleFong現(xiàn)年27歲，目前是加拿大光帆能源公司(LightSailEnergy)的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席科學(xué)家。12歲上大學(xué)，17歲去普林斯頓讀博士，22歲新能源創(chuàng)業(yè)，被美國(guó)媒體稱為“創(chuàng)新天才少女”。目前，光帆能源已先后獲得科斯拉投資、比爾˙蓋茨、彼得˙蒂爾、道達(dá)爾能源風(fēng)險(xiǎn)投資公司、海銀基金等公司的投資。今年六月，光帆能源即將完成新一輪融資，并將在2016年推出首個(gè)可再生空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)試點(diǎn)，計(jì)劃2017年部署商業(yè)化量產(chǎn)。

“可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、可擴(kuò)展的能量?jī)?chǔ)存”

我國(guó)電力報(bào)：當(dāng)初怎么想到創(chuàng)立光帆能源這個(gè)公司，并且提出壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的想法?

DanielleFong：風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)逐漸普及，由于其波動(dòng)性電源的特性，因此儲(chǔ)能市場(chǎng)前景很大，但蓄電池成本高昂不可持續(xù)，能源儲(chǔ)存問題一直很棘手，壓縮空氣儲(chǔ)能將成為一個(gè)全新的選擇，這事說(shuō)來(lái)話長(zhǎng)。

今天的世界已經(jīng)發(fā)生了變化，我們可以看到太陽(yáng)能的價(jià)格已經(jīng)有了很大幅度的下跌，這重要是硅晶片發(fā)揮著用途。煤炭、石油等傳統(tǒng)化石能源的發(fā)電成本雖然下降，但是下降速度不是特別快。將太陽(yáng)能照射地區(qū)1/10的太陽(yáng)能利用起來(lái)，要比我們今天利用的能源多10倍。二氧化碳會(huì)在大氣中存在很長(zhǎng)的時(shí)間，污染問題一直存在，已經(jīng)無(wú)法計(jì)算清楚。在我們?cè)庥隹諝馕廴尽h(huán)境破壞之后，目前還有一點(diǎn)有限的時(shí)間采取行動(dòng)，否則在那之后會(huì)看到更加嚴(yán)重的后果。

人們?cè)诮档涂稍偕茉闯杀痉矫孀隽撕芏喙ぷ鳎m然取得了一些成績(jī)，但還是存在問題。可再生能源是波動(dòng)性能源，太陽(yáng)能在晚上的時(shí)候是沒有的，風(fēng)能在沒有風(fēng)的時(shí)候也是沒有的，所以要對(duì)能源進(jìn)行儲(chǔ)存。

另外一點(diǎn)就是電網(wǎng)的升級(jí)成本。很多人住在城市里會(huì)有電網(wǎng)擁堵的問題，隨著越來(lái)越多的人進(jìn)入到城市中，他們要用電，要用電器，這些都要占用電網(wǎng)資源。假如有儲(chǔ)能系統(tǒng)的話就可以解決這個(gè)問題。假如非常聰明地使用儲(chǔ)能技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)靈活利用可再生能源供電。

我國(guó)電力報(bào)：可再生壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的原理是怎么樣的?DanielleFong：電動(dòng)機(jī)利用多余的電力、風(fēng)能或太陽(yáng)能(比如電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的廉價(jià)電能)，帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，將空氣壓縮進(jìn)碳纖維空氣儲(chǔ)存槽，壓縮過(guò)程中出現(xiàn)的熱能會(huì)被儲(chǔ)存起來(lái)。在電力需求高峰，被儲(chǔ)存的壓縮空氣做功發(fā)電，將電能回送到電網(wǎng)。

這項(xiàng)技術(shù)最大的亮點(diǎn)就是利用空氣和水，通過(guò)熱力學(xué)雙向引擎和超級(jí)儲(chǔ)能罐技術(shù)，可以進(jìn)行大規(guī)模、可擴(kuò)展、低成本的能量?jī)?chǔ)存。

“比傳統(tǒng)鋰離子電池儲(chǔ)能節(jié)省了60%的成本”

我國(guó)電力報(bào)：與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，可再生壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)有什么優(yōu)勢(shì)?

DanielleFong：可再生空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)由發(fā)電單元和儲(chǔ)能單元構(gòu)成。目前發(fā)電單元造價(jià)為800美元/千瓦，儲(chǔ)能單元造價(jià)為200美元/千瓦時(shí)。而目前鋰離子電池儲(chǔ)能的成本在500美元/千瓦時(shí)左右，相比而言，可再生壓縮空氣儲(chǔ)能節(jié)省了60%的成本。

產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)后，成本還將大幅降低，我們的目標(biāo)是發(fā)電單元造價(jià)降低至400美元/千瓦，儲(chǔ)能單元造價(jià)為100美元/千瓦時(shí)。這項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)的雙向效率接近60%，輸出功率高、輸出速度快，可廣泛應(yīng)用于光電、風(fēng)電調(diào)峰儲(chǔ)能、分布式能源存儲(chǔ)、移動(dòng)能源供給等。

此外，我們還有另一重要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：超低成本空氣儲(chǔ)存。采用碳纖復(fù)合材料專利設(shè)計(jì)，使得光帆儲(chǔ)氣罐的成本大約是目前最佳復(fù)合材料產(chǎn)品的一半，容量卻高出40%。我們的儲(chǔ)氣罐成本可與鋼管拖車(市場(chǎng)規(guī)模遠(yuǎn)大于復(fù)合材料儲(chǔ)氣罐)媲美，容量卻遠(yuǎn)勝于鋼管拖車。

我國(guó)電力報(bào)：不久前，美國(guó)電動(dòng)汽車廠商特斯拉宣布，將發(fā)售家庭及工業(yè)用鋰離子二次電池的蓄電池。你打算怎么跟特斯拉競(jìng)爭(zhēng)?

DanielleFong：特斯拉宣布將他們的電池系統(tǒng)放到用戶的家里面去，我們?cè)趺锤@么有名的天才馬斯克(特斯拉汽車公司CEO伊隆.馬斯克)競(jìng)爭(zhēng)呢?他也是我的朋友，我深深地敬仰他。

特斯拉的電池利用化學(xué)原理，而我的方法與發(fā)動(dòng)機(jī)非常相似，它使用活塞和金屬對(duì)能量進(jìn)行存儲(chǔ)。在比較電力的成本時(shí)，它在峰值、充電和衰減時(shí)計(jì)算方式并不相同。我們看到馬斯克的電池可以極大程度地降低成本，但他并沒有足夠大的野心，因?yàn)樵究梢詫?shí)現(xiàn)的成本可以更低，但他并沒有實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，晚上儲(chǔ)能成本加上充換電損耗成本一起，比峰值的電價(jià)更便宜，才是合適的。空氣儲(chǔ)能技術(shù)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)在電價(jià)成本峰值時(shí)期供應(yīng)電力，依然是合算的。

“通過(guò)水噴霧熱交換提升儲(chǔ)能效率”

我國(guó)電力報(bào)：有關(guān)空氣壓縮儲(chǔ)能技術(shù)，下一步還有什么要改進(jìn)的地方?

DanielleFong：空氣壓縮的時(shí)候空氣會(huì)變熱，給自行車打氣的時(shí)候車胎會(huì)變熱，存儲(chǔ)能量的時(shí)候有同樣的問題，這個(gè)熱量會(huì)數(shù)以倍增，并影響到儲(chǔ)能效率。我們要解決的就是這個(gè)問題———進(jìn)一步提升儲(chǔ)能的效率。我們提出了高效的秘訣：水噴霧熱交換。

直接將冷熱水噴霧至壓縮機(jī)氣缸內(nèi)，循環(huán)利用熱能，進(jìn)而最大程度減少熱能損失。

我國(guó)電力報(bào)：你過(guò)去有很好的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，現(xiàn)在有很好的商業(yè)理想，這些都是清潔能源造就的嗎?

DanielleFong：是的，沒有人可以逼你去做事情。一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，很多人都在嘗試解決儲(chǔ)存綠色能源的問題，但成功者寥寥無(wú)幾。由于目前尚未有相應(yīng)的容器來(lái)儲(chǔ)存這些能量，很多綠色能源都在出售前就浪費(fèi)掉了，而不是在供應(yīng)限量、價(jià)格高昂的時(shí)候被人們使用。很多人想要用更多的能源來(lái)給空調(diào)、飛機(jī)、照明、交通使用。有關(guān)可再生能源來(lái)說(shuō)，我們不僅要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可用，之后也可以隨時(shí)使用。

我國(guó)電力報(bào)：為何像你這樣的年輕女孩，有關(guān)能源還有機(jī)械技術(shù)的問題這么感興趣?

DanielleFong：事實(shí)上，很多女生都會(huì)進(jìn)入到能源領(lǐng)域，我們要攜起手來(lái)共同保護(hù)我們的環(huán)境，這是我想傳達(dá)的信息。我喜愛的一本書中有這么一段話：“地球是一個(gè)小小的平臺(tái)，也是宇宙中非常小的一個(gè)組成部分，我們?cè)谶@個(gè)平臺(tái)上對(duì)宇宙進(jìn)行幻想，我們?cè)谶@個(gè)平臺(tái)上迎接著挑戰(zhàn)。我們的星球在大宇宙的黑暗中，無(wú)法獲得任何外部的力量來(lái)拯救我們，我們無(wú)法遷移，所以要保護(hù)地球，在這里生存下去。”

原標(biāo)題:中電專訪：壓縮空氣儲(chǔ)能或顛覆傳統(tǒng)電池市場(chǎng)