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压缩空气储能或颠覆传统电池市场

钜大LARGE  |  点击量:167次  |  2021年10月22日  

摘要
压缩空气储能或颠覆传统电池市场——专访光帆能源联合创始人和首席科学家Danielle'FongDanielleFong现年27岁,目前是加拿大光帆能源公司(LightSailEnergy

压缩空气储能或颠覆传统电池市场——专访光帆能源联合创始人和首席科学家Danielle'Fong


DanielleFong现年27岁,目前是加拿大光帆能源公司(LightSailEnergy)的联合创始人和首席科学家。12岁上大学,17岁去普林斯顿读博士,22岁新能源创业,被美国媒体称为“创新天才少女”。目前,光帆能源已先后获得科斯拉投资、比尔˙盖茨、彼得˙蒂尔、道达尔能源风险投资公司、海银基金等公司的投资。今年六月,光帆能源即将完成新一轮融资,并将在2016年推出首个可再生空气储能系统试点,计划2017年部署商业化量产。


“可实现大规模、可扩展的能量储存”


我国电力报:当初怎么想到创立光帆能源这个公司,并且提出压缩空气储能技术的想法?


DanielleFong:风能、太阳能发电技术逐渐普及,由于其波动性电源的特性,因此储能市场前景很大,但蓄电池成本高昂不可持续,能源储存问题一直很棘手,压缩空气储能将成为一个全新的选择,这事说来话长。


今天的世界已经发生了变化,我们可以看到太阳能的价格已经有了很大幅度的下跌,这重要是硅晶片发挥着用途。煤炭、石油等传统化石能源的发电成本虽然下降,但是下降速度不是特别快。将太阳能照射地区1/10的太阳能利用起来,要比我们今天利用的能源多10倍。二氧化碳会在大气中存在很长的时间,污染问题一直存在,已经无法计算清楚。在我们遭遇空气污染、环境破坏之后,目前还有一点有限的时间采取行动,否则在那之后会看到更加严重的后果。


人们在降低可再生能源成本方面做了很多工作,虽然取得了一些成绩,但还是存在问题。可再生能源是波动性能源,太阳能在晚上的时候是没有的,风能在没有风的时候也是没有的,所以要对能源进行储存。


另外一点就是电网的升级成本。很多人住在城市里会有电网拥堵的问题,随着越来越多的人进入到城市中,他们要用电,要用电器,这些都要占用电网资源。假如有储能系统的话就可以解决这个问题。假如非常聪明地使用储能技术,就可以实现灵活利用可再生能源供电。


我国电力报:可再生压缩空气储能技术的原理是怎么样的?DanielleFong:电动机利用多余的电力、风能或太阳能(比如电网负荷低谷时的廉价电能),带动空气压缩机工作,将空气压缩进碳纤维空气储存槽,压缩过程中出现的热能会被储存起来。在电力需求高峰,被储存的压缩空气做功发电,将电能回送到电网。


这项技术最大的亮点就是利用空气和水,通过热力学双向引擎和超级储能罐技术,可以进行大规模、可扩展、低成本的能量储存。


“比传统锂离子电池储能节省了60%的成本”


我国电力报:与传统锂离子电池相比,可再生压缩空气储能技术有什么优势?


DanielleFong:可再生空气储能系统由发电单元和储能单元构成。目前发电单元造价为800美元/千瓦,储能单元造价为200美元/千瓦时。而目前锂离子电池储能的成本在500美元/千瓦时左右,相比而言,可再生压缩空气储能节省了60%的成本。


产品规模化生产后,成本还将大幅降低,我们的目标是发电单元造价降低至400美元/千瓦,储能单元造价为100美元/千瓦时。这项储能技术的双向效率接近60%,输出功率高、输出速度快,可广泛应用于光电、风电调峰储能、分布式能源存储、移动能源供给等。


此外,我们还有另一重要竞争优势:超低成本空气储存。采用碳纤复合材料专利设计,使得光帆储气罐的成本大约是目前最佳复合材料产品的一半,容量却高出40%。我们的储气罐成本可与钢管拖车(市场规模远大于复合材料储气罐)媲美,容量却远胜于钢管拖车。


我国电力报:不久前,美国电动汽车厂商特斯拉宣布,将发售家庭及工业用锂离子二次电池的蓄电池。你打算怎么跟特斯拉竞争?


DanielleFong:特斯拉宣布将他们的电池系统放到用户的家里面去,我们怎么跟这么有名的天才马斯克(特斯拉汽车公司CEO伊隆.马斯克)竞争呢?他也是我的朋友,我深深地敬仰他。


特斯拉的电池利用化学原理,而我的方法与发动机非常相似,它使用活塞和金属对能量进行存储。在比较电力的成本时,它在峰值、充电和衰减时计算方式并不相同。我们看到马斯克的电池可以极大程度地降低成本,但他并没有足够大的野心,因为原本可以实现的成本可以更低,但他并没有实现。事实上,晚上储能成本加上充换电损耗成本一起,比峰值的电价更便宜,才是合适的。空气储能技术计划实现在电价成本峰值时期供应电力,依然是合算的。


“通过水喷雾热交换提升储能效率”


我国电力报:有关空气压缩储能技术,下一步还有什么要改进的地方?


DanielleFong:空气压缩的时候空气会变热,给自行车打气的时候车胎会变热,存储能量的时候有同样的问题,这个热量会数以倍增,并影响到储能效率。我们要解决的就是这个问题———进一步提升储能的效率。我们提出了高效的秘诀:水喷雾热交换。


直接将冷热水喷雾至压缩机气缸内,循环利用热能,进而最大程度减少热能损失。


我国电力报:你过去有很好的学习经历,现在有很好的商业理想,这些都是清洁能源造就的吗?


DanielleFong:是的,没有人可以逼你去做事情。一个世纪以来,很多人都在尝试解决储存绿色能源的问题,但成功者寥寥无几。由于目前尚未有相应的容器来储存这些能量,很多绿色能源都在出售前就浪费掉了,而不是在供应限量、价格高昂的时候被人们使用。很多人想要用更多的能源来给空调、飞机、照明、交通使用。有关可再生能源来说,我们不仅要实现实时可用,之后也可以随时使用。


我国电力报:为何像你这样的年轻女孩,有关能源还有机械技术的问题这么感兴趣?


DanielleFong:事实上,很多女生都会进入到能源领域,我们要携起手来共同保护我们的环境,这是我想传达的信息。我喜爱的一本书中有这么一段话:“地球是一个小小的平台,也是宇宙中非常小的一个组成部分,我们在这个平台上对宇宙进行幻想,我们在这个平台上迎接着挑战。我们的星球在大宇宙的黑暗中,无法获得任何外部的力量来拯救我们,我们无法迁移,所以要保护地球,在这里生存下去。”


原标题:中电专访:压缩空气储能或颠覆传统电池市场



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