儲(chǔ)能這個(gè)話題被炒得如此之熱,以至于人人想在這個(gè)領(lǐng)域分一杯羹。國(guó)內(nèi)有董明珠領(lǐng)銜各路大咖聯(lián)合投資銀隆,國(guó)外不乏比爾蓋茨之流的巨賈孵化鈉電池、液態(tài)金屬電池等新技術(shù)。一直走在科技最前沿的谷歌母公司AlphabetInc.自然不會(huì)落伍,也想在儲(chǔ)能領(lǐng)域一展身手。

Malta原理流程圖

Alphabet旗下著名的黑科技實(shí)驗(yàn)室,被稱為"登月廠"的X實(shí)驗(yàn)室目前正在研發(fā)一款新型儲(chǔ)能設(shè)備。該實(shí)驗(yàn)室成立于2010年,目的是發(fā)明創(chuàng)造改善人類生活的新科技。成立7年多來(lái),已經(jīng)孵化了包括谷歌眼鏡、谷歌無(wú)人駕駛、Loon(一種可以給偏遠(yuǎn)地區(qū)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的氣球)等在內(nèi)的一系列黑科技產(chǎn)品。而此次瞄準(zhǔn)儲(chǔ)能,出發(fā)點(diǎn)也是最大化利用可再生能源,在用電低谷期儲(chǔ)存風(fēng)能和太陽(yáng)能,并在要的時(shí)候釋放能量。

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不走尋常路,熔鹽冷凍液做材料

和傳統(tǒng)的化學(xué)電池儲(chǔ)能或物理形式的儲(chǔ)能不同,X實(shí)驗(yàn)室這款代號(hào)為Malta(馬耳他)的儲(chǔ)能項(xiàng)目由諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者羅伯特？拉夫林教授設(shè)計(jì),結(jié)合了化學(xué)和物理儲(chǔ)能的原理,將電能首先轉(zhuǎn)化為熱空氣和冷空氣,當(dāng)要的時(shí)候再釋放溫差出現(xiàn)氣流來(lái)推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。

整個(gè)儲(chǔ)能設(shè)施重要包含兩個(gè)熔鹽罐、兩個(gè)冷卻液罐、一臺(tái)熱泵和一臺(tái)熱機(jī)。當(dāng)能量以電能的形式被輸入系統(tǒng)時(shí),通過(guò)熱泵加熱將空氣分成熱空氣和冷空氣兩部分。熱空氣中的熱量被儲(chǔ)存在高溫的熔鹽中,而冷空氣被用來(lái)冷卻碳?xì)浠弦?作為"冷能"來(lái)儲(chǔ)存。

當(dāng)系統(tǒng)要釋放能量時(shí),被儲(chǔ)存的熱能和"冷能"又分別被釋放到空氣中形成冷熱空氣,出現(xiàn)氣流,再用此氣流去驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電即可完成釋放能量的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程中能量的形式經(jīng)歷了電能→化學(xué)能→動(dòng)能→電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程,在鹽罐里儲(chǔ)存的熱量可以維系數(shù)天甚至數(shù)周。

同時(shí),整個(gè)系統(tǒng)的體積是可調(diào)整的,Malta可以有不同尺寸:小到一個(gè)大型車庫(kù),大到發(fā)電廠,可以根據(jù)要向大型工業(yè)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心等供應(yīng)電能。

便宜靈活壽命長(zhǎng),還要成本考驗(yàn)

科學(xué)家已相關(guān)經(jīng)驗(yàn)證了這種技術(shù)的可行性,而Malta的貢獻(xiàn)是設(shè)計(jì)了在較低溫度下就可以運(yùn)行的系統(tǒng),節(jié)省了高溫特制鋼材和陶瓷所帶來(lái)的成本。

電網(wǎng)級(jí)Malta系統(tǒng)的示意圖

負(fù)責(zé)Malta項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)稱該儲(chǔ)能系統(tǒng)有三大好處:

部件成本低:雖然系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)和熱機(jī)要根據(jù)項(xiàng)目來(lái)定制,但系統(tǒng)中大部分部件都是傳統(tǒng)技術(shù),例如鋼罐、空氣和冷卻液,這些材料的生產(chǎn)都很簡(jiǎn)單。而鹽可以被輕易地從大自然中提取并且可以反復(fù)利用而無(wú)需降解或出現(xiàn)有毒副產(chǎn)物。

地理靈活性高:該系統(tǒng)不依賴于特定天氣或地理位置,可以放置于可再生能源資源附近或靠近用電負(fù)荷中心。

壽命長(zhǎng)、易拓展:熔鹽罐可以反復(fù)充放電數(shù)千次,壽命可達(dá)40年,是現(xiàn)有儲(chǔ)能設(shè)施的2到3倍。通過(guò)新增熔鹽罐和冷卻液罐就可以擴(kuò)充系統(tǒng)的容量,減少了擴(kuò)容成本。

團(tuán)隊(duì)在其官方主頁(yè)稱他們正在積極推進(jìn)該項(xiàng)目的商業(yè)可行性,并在尋找行業(yè)合作伙伴共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用。下一步的計(jì)劃是建立起一個(gè)兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能廠來(lái)驗(yàn)證此技術(shù)在商業(yè)化規(guī)模上的應(yīng)用。

Malta的工程師Siyuan和同事探討渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)

成本仍然是最受關(guān)注的問(wèn)題。X實(shí)驗(yàn)室拒絕公布Malt原料到底有多便宜,但Malta的首席工程師RajApte表示該熔鹽儲(chǔ)能裝置有潛力做到比鋰離子電池和其他電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)便宜幾倍。

然而鋰離子電池的成本正在不斷下降,彭博新能源財(cái)經(jīng)的儲(chǔ)能分析師YayoiSekine表示,Malta雖然有跟鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)的潛力,但是一項(xiàng)新型技術(shù)要面對(duì)多項(xiàng)挑戰(zhàn)。

關(guān)于儲(chǔ)能來(lái)說(shuō),投資人最擔(dān)憂的還是其長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的回收周期,雖然Alphabet擁有950億美元的龐大流動(dòng)資金,但也有終止或撤回偏離其主業(yè)務(wù)(軟件和計(jì)算)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的先例。因此,Malta還要克服技術(shù)和資金儲(chǔ)備等挑戰(zhàn)才能順利邁入2024年400億美元的儲(chǔ)能市場(chǎng)。