电池似乎是显而易见的解决方案,但 Deloitte 指出,利用电池储能首先要克服一些障碍,包括价格高昂和技术要求缺乏标准化。
以下是 4 种无需电池即可存储可再生能源的创新方法。
重力储能
一家名为 Energy Vault 的公司设计了一种基于重力的储能系统。当可再生能源发电量高时,该系统利用电能将特殊建筑内的 30 吨砖块搬到高空。
这是为何?原来将砖块搬运到高处可以储存所谓的势能。这类似于拉伸弹簧时弹簧储存能量,松开弹簧时弹簧释放能量。在 Energy Vault 的系统中,当需要电能时,高处的砖块降落,动能转化为电能释放回电网。
砖块全都储存在模块化建筑内,每个模块化建筑砖可以转化 1 万千瓦时电量,砖块可以叠加直至达到所需的储能规模。
抽水蓄能
水电是迄今为止世界上最大的可再生能源发电来源。
抽水蓄能的原理与重力储能类似。抽水蓄能机组将水从下水库抽到上水库,当电网需要电能时,水流顺势而下,带动水轮机转动产生电能。
当电力需求和电价较低时,水被抽送到上水库,等到用电高峰期放水发电。
国际水电协会表示,抽水蓄能水电占全球储能的94%,研究表明进一步扩大这一规模具有巨大潜力。
压缩空气储能
抽水蓄能是将水抽到高处存储起来,而压缩空气储能(CAES)是将能量转移到地下。
它的工作原理是利用过剩电力运行旋转式压缩机,将空气压缩至高压,并存于地下洞穴或容器中,随后释放压缩空气,将其在涡轮机中加热,膨胀后驱动涡轮机发电。
这种方法自 19 世纪 70 年代以来一直在使用,但全球只有两个商业规模的 CAES 工厂在运营——一个在美国,于 1991 年投产,另一个在德国,于 1978 年投产。
液化空气储能
能量不仅能储存在压缩空气中,还能储存在液态空气中。液化空气储能是利用富余可再生能源驱动液化设备将空气压缩并冷却,当空气温度降至 -196℃ 时变成液态。
然后将其储存在储液罐中,用电高峰时再从罐中释放液态空气并加热实现气化,推动汽轮机发电。
液化空气储能(LAES)的一个主要优势是它采用目前已经成熟的技术,使用寿命超过 30 年。其劣势是以这种方式改变能量状态会导致能量损失,并将 LAES 效率降低至50%-70%。这比锂离子电池的效率(约为 99%)低得多,因此可能会危及 LAES 的可行性。
然 而, 英 国 公 司 HighviewPower 最近宣布计划建造世界上第一个商业规模的 LAES 工厂。