儲能這個話題被炒得如此之熱,以至于人人想在這個領域分一杯羹。國內有董明珠領銜各路大咖聯合投資銀隆,國外不乏比爾蓋茨之流的巨賈孵化鈉電池、液態金屬電池等新技術。一直走在科技最前沿的谷歌母公司AlphabetInc.自然不會落伍,也想在儲能領域一展身手。

Alphabet旗下著名的黑科技實驗室,被稱為"登月廠"的X實驗室目前正在研發一款新型儲能設備。該實驗室成立于2010年,目的是發明創造改善人類生活的新科技。成立7年多來,已經孵化了包括谷歌眼鏡、谷歌無人駕駛、Loon(一種可以給偏遠地區供應網絡服務的氣球)等在內的一系列黑科技產品。而此次瞄準儲能,出發點也是最大化利用可再生能源,在用電低谷期儲存風能和太陽能,并在要的時候釋放能量。

X出手,不同凡響?我們來細細看看。

不走尋常路,熔鹽冷凍液做材料

和傳統的化學電池儲能或物理形式的儲能不同,X實驗室這款代號為Malta(馬耳他)的儲能項目由諾貝爾物理學獎獲得者羅伯特?拉夫林教授設計,結合了化學和物理儲能的原理,將電能首先轉化為熱空氣和冷空氣,當要的時候再釋放溫差出現氣流來推動渦輪機發電。

原理見圖:

Malta原理流程圖

整個儲能設施重要包含兩個熔鹽罐、兩個冷卻液罐、一臺熱泵和一臺熱機。當能量以電能的形式被輸入系統時,通過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存在高溫的熔鹽中,而冷空氣被用來冷卻碳氫化合液,作為"冷能"來儲存。

當系統要釋放能量時,被儲存的熱能和"冷能"又分別被釋放到空氣中形成冷熱空氣,出現氣流,再用此氣流去驅動渦輪機發電即可完成釋放能量的過程。整個過程中能量的形式經歷了電能→化學能→動能→電能的轉化過程,在鹽罐里儲存的熱量可以維系數天甚至數周。

同時,整個系統的體積是可調整的,Malta可以有不同尺寸:小到一個大型車庫,大到發電廠,可以根據要向大型工業設施、數據中心等供應電能。

便宜靈活壽命長,還要成本考驗

科學家已相關相關經驗證了這種技術的可行性,而Malta的貢獻是設計了在較低溫度下就可以運行的系統,節省了高溫特制鋼材和陶瓷所帶來的成本。

:X主頁

電網級Malta系統的示意圖

負責Malta項目的團隊稱該儲能系統有三大好處:

部件成本低:雖然系統中的風機和熱機要根據項目來定制,但系統中大部分部件都是傳統技術,例如鋼罐、空氣和冷卻液,這些材料的生產都很簡單。而鹽可以被輕易地從大自然中提取并且可以反復利用而無需降解或出現有毒副產物。

地理靈活性高:該系統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荷中心。

壽命長、易拓展:熔鹽罐可以反復充放電數千次,壽命可達40年,是現有儲能設施的2到3倍。通過新增熔鹽罐和冷卻液罐就可以擴充系統的容量,減少了擴容成本。

團隊在其官方主頁稱他們正在積極推進該項目的商業可行性,并在尋找行業合作伙伴共同實現系統應用。下一步的計劃是建立起一個兆瓦級的儲能廠來驗證此技術在商業化規模上的應用。

:X主頁

Malta的工程師Siyuan和同事探討渦輪機的設計

成本仍然是最受關注的問題。X實驗室拒絕公布Malt原料到底有多便宜,但Malta的首席工程師RajApte表示該熔鹽儲能裝置有潛力做到比鋰電池和其他電網級儲能技術便宜幾倍。

然而鋰電池的成本正在不斷下降,彭博新能源財經的儲能分析師YayoiSekine表示,Malta雖然有跟鋰電池競爭的潛力,但是一項新型技術要面對多項挑戰。

有關儲能來說,投資人最擔憂的還是其長達數年的回收周期,雖然Alphabet擁有950億美元的龐大流動資金,但也有終止或撤回偏離其主業務(軟件和計算)的實驗項目的先例。因此,Malta還要克服技術和資金儲備等挑戰才能順利邁入2024年400億美元的儲能市場。