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谷歌瞄上电能存储,用盐和防冻液对抗特斯拉的锂离子
来源: DeepTech深科技   发布者:尹海华   日期:2017-08-02   今日/总浏览:3/3827

随着巴黎协议的签署,以及各国可再生能源的推广,人类抑制气候变化不再是梦想。但是,随大规模清洁能源而来的却是另一个难题:需要电的时候不够用,不需要的时候又太多。总结下来就是三个字:不可靠。

要知道,海潮发电、水力发电、地热发电都需要特殊的环境,因此潜力有限。而看上去潜力最大的风能和太阳能却都是靠天吃饭:晴天的时候电太多,阴天的时候电太少;晚上的时候大风呼呼的刮,但没人用,白天用电的时候却往往只有微风习习。这就导致了大量的浪费。仅在美国加州,今年上半年就浪费了30万兆瓦的风能和太阳能;德国在2015年浪费掉了4%的风能;而中国每年会浪费大约17%的风能。

图丨工作中的Malta团队

因此,为了平衡供需关系,各国与公司都斥巨资研发大规模储能系统。比如DT君曾经报道过的“德国海底抽水蓄能水泥球”,以及马斯克宣布将在南澳大利亚组建的“100兆瓦锂离子电池”。该市场潜力巨大,谷歌旗下的“脑洞部门”——X实验室自然也不会放过。

该实验室旗下的Malta项目组把盐和防冻液这两种平凡的东西,通过热力学这个古老的定律,发明出了一个低成本、高效率的电网级存储技术。

Malta的热动力学储能系统的基础就是极热的熔盐和极冷的防冻剂之间的热力交换。在电力充沛时,多余的电力会被用来产生冷、热两股空气,用于加热融化金属盐和降温冷却防冻剂。就这样,电力被转换为热势能,存储于4个大的存储罐中。

而在电力需求大于供给时,只要把这两者从罐中泵出相交,其温差就会产生速度极快的风,用来推动涡轮发电机。

由于熔盐和防冻剂这两种材料的储热性能极佳,整个系统的能量损失率主要由存储罐的隔热能力决定,可以实现从几个小时到数天的储能。不过,一般电力的供需峰之间的时间差只有几个小时,所以此系统的储能时间是足够用的。

图丨冷热交换电能存储的概念图

用熔盐储能,然后再加热水,产生高压水蒸气发电已经不算是什么新技术了,科学家们早已证实过其可行性,并且已有多个太阳能发电厂使用熔盐储能实现24小时不间断发电。Malta的发明则是在传统系统的基础上进行了创新。由于他们所利用的是熔盐和防冻剂之间的温差所产生的高速高压空气,他们系统中的熔盐可以处于一个更低的温度。

不要小看这点温度的降低。这意味着他们的系统不再需要昂贵的特种材料来存储和运输熔盐,常见的廉价材料就能把熔盐和防冻剂维持在一个合适的温度。简单来说,他们成功的把传统熔盐储能系统288℃到566℃的温差,用更廉价的材料在-30℃至248℃度之间重现了(注:此数字为推算,该系统的具体系数属于机密)。

这意味着,此系统很有可能以电网级锂离子电池几分之一的价格,提供更大的容量,有可能从根本上改变清洁能源的可行性。

由于建立发电厂需要大量的资金,谷歌X计划与电力公司进行合作,为现有的电网建造一个商业化的系统进行试验。由于中国清洁能源那巨大的当量和无奈的浪费,谷歌X的部长Obi Felten表示,他很期待与中国的公司进行合作。

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