诺奖物理学家联手Alphabet做储能，又想革锂电池的命?

储能这个话题被炒得如此之热,以至于人人想在这个领域分一杯羹。国内有董明珠领衔各路大咖联合投资银隆,国外不乏比尔盖茨之流的巨贾孵化钠电池、液态金属电池等新技术。一直走在科技最前沿的谷歌母公司AlphabetInc.自然不会落伍,也想在储能领域一展身手。

Alphabet旗下著名的黑科技实验室,被称为"登月厂"的X实验室目前正在研发一款新型储能设备。该实验室成立于2010年,目的是发明创造改善人类生活的新科技。成立7年多来,已经孵化了包括谷歌眼镜、谷歌无人驾驶、Loon(一种可以给偏远地区供应网络服务的气球)等在内的一系列黑科技产品。而此次瞄准储能,出发点也是最大化利用可再生能源,在用电低谷期储存风能和太阳能,并在要的时候释放能量。

X出手,不同凡响?我们来细细看看。

不走寻常路,熔盐冷冻液做材料

和传统的化学电池储能或物理形式的储能不同,X实验室这款代号为Malta(马耳他)的储能项目由诺贝尔物理学奖获得者罗伯特･拉夫林教授设计,结合了化学和物理储能的原理,将电能首先转化为热空气和冷空气,当要的时候再释放温差出现气流来推动涡轮机发电。

原理见图:

Malta原理流程图

整个储能设施重要包含两个熔盐罐、两个冷却液罐、一台热泵和一台热机。当能量以电能的形式被输入系统时,通过热泵加热将空气分成热空气和冷空气两部分。热空气中的热量被储存在高温的熔盐中,而冷空气被用来冷却碳氢化合液,作为"冷能"来储存。

当系统要释放能量时,被储存的热能和"冷能"又分别被释放到空气中形成冷热空气,出现气流,再用此气流去驱动涡轮机发电即可完成释放能量的过程。整个过程中能量的形式经历了电能→化学能→动能→电能的转化过程,在盐罐里储存的热量可以维系数天甚至数周。

同时,整个系统的体积是可调整的,Malta可以有不同尺寸:小到一个大型车库,大到发电厂,可以根据要向大型工业设施、数据中心等供应电能。

便宜灵活寿命长,还要成本考验

科学家已相关相关经验证了这种技术的可行性,而Malta的贡献是设计了在较低温度下就可以运行的系统,节省了高温特制钢材和陶瓷所带来的成本。

:X主页

电网级Malta系统的示意图

负责Malta项目的团队称该储能系统有三大好处:

部件成本低:虽然系统中的风机和热机要根据项目来定制,但系统中大部分部件都是传统技术,例如钢罐、空气和冷却液,这些材料的生产都很简单。而盐可以被轻易地从大自然中提取并且可以反复利用而无需降解或出现有毒副产物。

地理灵活性高:该系统不依赖于特定天气或地理位置,可以放置于可再生能源资源附近或靠近用电负荷中心。

寿命长、易拓展:熔盐罐可以反复充放电数千次,寿命可达40年,是现有储能设施的2到3倍。通过新增熔盐罐和冷却液罐就可以扩充系统的容量,减少了扩容成本。

团队在其官方主页称他们正在积极推进该项目的商业可行性,并在寻找行业合作伙伴共同实现系统应用。下一步的计划是建立起一个兆瓦级的储能厂来验证此技术在商业化规模上的应用。

:X主页

Malta的工程师Siyuan和同事探讨涡轮机的设计

成本仍然是最受关注的问题。X实验室拒绝公布Malt原料到底有多便宜,但Malta的首席工程师RajApte表示该熔盐储能装置有潜力做到比锂电池和其他电网级储能技术便宜几倍。

然而锂电池的成本正在不断下降,彭博新能源财经的储能分析师YayoiSekine表示,Malta虽然有跟锂电池竞争的潜力,但是一项新型技术要面对多项挑战。

有关储能来说,投资人最担忧的还是其长达数年的回收周期,虽然Alphabet拥有950亿美元的庞大流动资金,但也有终止或撤回偏离其主业务(软件和计算)的实验项目的先例。因此,Malta还要克服技术和资金储备等挑战才能顺利迈入2024年400亿美元的储能市场。