DQZHAN訊：任重道遠(yuǎn)——如何擴(kuò)大電力存儲量？
太陽能、風(fēng)能發(fā)電十分方便，但是想要完全將這些電力存儲起來卻很困難。隨著人口的不斷增加，城市人口也在以更快的速度增長，人們需要的電力供應(yīng)也將越來越多，但是目前沒有任何一種儲能方法可以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，所以提高儲能量是一項迫在眉睫的重要研究任務(wù)。
如果有更好的辦法來儲存大量的電力，那么，擴(kuò)大對太陽能和風(fēng)能的利用也將變得更加容易。
即使是在陽光明媚的洛杉磯，一個房頂上放有足夠多太陽能光伏板的房子仍面臨每年1月，日平均只能達(dá)到需求量的20%，而5月份每天卻能盈余65%。你可以將輸電網(wǎng)去掉，只安裝大量昂貴的鋰離子電池。但是，即使是一個小的國家高壓輸電線網(wǎng)(僅能處理10到30千兆瓦)，也只能完全依賴于間歇性的來源，除非它具有能夠工作數(shù)小時的千兆瓦級別的存儲能力。
自2007年以來，超過一半的人生活在城市地區(qū)，并且到2050年將會有超過63億的人生活在城市里，占到全球總?cè)藬?shù)的三分之二，大城市人口將超過一千萬。
大多數(shù)人將生活在高樓大廈里，人們將需要不斷的電力供應(yīng)，以滿足家庭、服務(wù)業(yè)、工業(yè)和交通運輸?shù)挠秒娦枨蟆?
設(shè)想一個亞洲的大城市經(jīng)受臺風(fēng)1到2天，即使長途線路可以供應(yīng)暫時降低需求后的城市電力的一半以上，仍然需要使用大量存儲的電力來度過難關(guān)。在固定和移動設(shè)備中起到重要作用的鋰離子電池如今也不足以滿足這些需求。美國愛依斯集團(tuán)(AES Corp)正在長灘為南加州愛迪生公司修建存儲系統(tǒng)，宣稱是目前世界上*大的存儲系統(tǒng)(具有18000個以上的鋰離子電池)。預(yù)計到2021年修建完成之后，它將能夠在一億瓦特運行4小時。但是這些能量仍然比一個大型亞洲城市所需要的能量低了兩個數(shù)量級。
因此我們必須擴(kuò)大存儲量，但是該怎么做呢?鈉硫電池具有比鋰離子電池更高的能量密度，但是高溫液態(tài)金屬是一種使用*不方便的電解質(zhì)。液態(tài)電池，直接將能量儲存在電解質(zhì)中，仍然處于研發(fā)的初級階段。超級電容器也不能提供足夠長時間的電力。新聞雜志*愛的壓縮空氣和飛輪，目前也僅只有十幾個中小型的設(shè)備。我們可以利用太陽能發(fā)電電解水以儲存氫，但是同樣的，以氫能源為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)仍不是*有效的。
所以，說到“大”，我們?nèi)匀槐仨氁蕾?890年代引進(jìn)的技術(shù)——抽水蓄能。在高處修建一個水庫，將其通過管道和另一個較低的水庫相連接，使用廉價的夜間電力將水抽到高處，以備高峰時期轉(zhuǎn)動渦輪。抽水蓄能占到世界儲能的99%以上，但是不可避免的是，這種方式會導(dǎo)致25%的能量損失。許多設(shè)備能夠短期儲能1GW以上，*大的約為3GW，并且將會有不止一個設(shè)備被用在完全依靠太陽能和風(fēng)力發(fā)電的大城市。
但是大多數(shù)大城市都不具有滿足抽水蓄能的條件——陡峭的高山或深谷。包括上海、加爾各答和卡拉奇在內(nèi)的很多大城市都位于沿海平原。他們只有在遠(yuǎn)距離傳輸時可以依靠抽水蓄能。對更緊湊、更靈活、更大規(guī)模、更低成本的電力存儲的需**不言而喻的。但是要實現(xiàn)這個奇跡仍較困難。
