傳統(tǒng)上用于存儲(chǔ)可再生能源產(chǎn)生的能量的方法基于使用電池，通常是鋰離子 (Li-on) 電池。本文將介紹一種創(chuàng)新的臨時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，有望克服鋰離子電池的局限性，延長(zhǎng)使用壽命并降低成本。

用于生產(chǎn)可再生能源的技術(shù)正變得越來(lái)越重要，這既是由于它們?cè)诔杀痉矫娴母?jìng)爭(zhēng)力，也是由于它們對(duì)環(huán)境的影響低以及對(duì)解決氣候問(wèn)題的貢獻(xiàn)。然而，可再生能源有一些限制，包括(就其性質(zhì)而言)是一種間歇性能源。

這需要引入適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)所產(chǎn)生的能量(例如，白天捕獲的太陽(yáng)能)，然后在夜間將其釋放到電網(wǎng)中，或者在需要補(bǔ)償任何能量峰值時(shí)要求。

ENERGY DOME的CO 2電池

Energy Dome 是一家成立于 2019 年、總部位于意大利米蘭的初創(chuàng)公司，它開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，旨在大幅減少溫室氣體排放到大氣中，從而幫助解決環(huán)境問(wèn)題。這種名為 CO2 電池的新技術(shù)實(shí)際上是一種長(zhǎng)期儲(chǔ)能，它使可再生能源的生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且可調(diào)度。

Energy Dome 開(kāi)發(fā)的新技術(shù)本質(zhì)上是一種電能存儲(chǔ)形式，具有持續(xù) 4 到 24 小時(shí)的甜蜜點(diǎn)。其原理是在大量可用時(shí)存儲(chǔ)可再生能源(如太陽(yáng)能或風(fēng)能)，然后在需求較大且可用能源較少時(shí)將其重新輸入電網(wǎng)。

Energy Dome 首席執(zhí)行官克勞迪奧·斯帕達(dá)西尼 (Claudio Spadacini) 表示：“如今，領(lǐng)先的儲(chǔ)能技術(shù)以鋰離子電池為代表，但它適用于持續(xù)時(shí)間為 2 到 4 小時(shí)且充電/放電次數(shù)較多的應(yīng)用?！?. “當(dāng)您需要管理具有更長(zhǎng)使用壽命的存儲(chǔ)時(shí)，鋰離子電池的價(jià)格變得沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力?！?

Energy Dome 的專(zhuān)利技術(shù)基于熱力學(xué)原理，更準(zhǔn)確地說(shuō)是氣體(二氧化碳)的壓縮，從大氣壓力和溫度的初始值開(kāi)始，一直到高壓下 CO 2的液化。

因此，新技術(shù)與鋰離子電池使用的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)有很大不同，鋰離子電池是一種化學(xué)過(guò)程。此外，Energy Dome 開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)可以受益于高能量密度，而無(wú)需高壓操作。

“我們系統(tǒng)的一個(gè)相關(guān)優(yōu)勢(shì)是它僅使用鋼、水和 CO 2構(gòu)建，即在世界任何地方都可以找到的組件。CO 2作為工作流體運(yùn)行，可以在工業(yè)上或作為其他工藝的產(chǎn)品獲得，在系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)不會(huì)被消耗，”Spadacini 說(shuō)。

工作原理

任何類(lèi)型的電力存儲(chǔ)系統(tǒng)都由兩個(gè)階段組成：一個(gè)充電階段，其中產(chǎn)生的電能以另一種形式的能量(化學(xué)、電熱、機(jī)械或其他)存儲(chǔ)，以及一個(gè)放電階段，在此期間之前存儲(chǔ)的能量被饋入進(jìn)入電網(wǎng)發(fā)電。該系統(tǒng)的兩個(gè)充電和放電階段，它使用電力來(lái)壓縮 CO 2并在隨后的階段利用 CO 2 的膨脹來(lái)發(fā)電。

CO 2在大氣壓和溫度下儲(chǔ)存在罐(“圓頂”)內(nèi)，然后在充電階段的“COMP”階段被壓縮。然后將處于高壓和高溫下的流體冷卻(釋放熱量)并冷凝。然后將液態(tài) CO 2儲(chǔ)存在一系列壓力容器中。

在放電階段，高壓流體首先蒸發(fā)，然后利用充電階段產(chǎn)生的熱量加熱。然后，高溫高壓流體在渦輪機(jī)中膨脹產(chǎn)生電力，然后在與大氣壓力相當(dāng)?shù)膲毫ο略俅蔚竭_(dá)圓頂。

由于在充電階段引入系統(tǒng)的能量高于放電階段產(chǎn)生的能量，為了保持能量平衡，有必要通過(guò)風(fēng)冷式熱交換器將一些熱能釋放到環(huán)境中。

取得的成果和前景

由于該過(guò)程僅涉及兩次熱力學(xué)轉(zhuǎn)換(壓縮和膨脹)，因此減少了損失，并且可以獲得高于 75% (77% ± 2%) 的往返效率 (RTE)，高于類(lèi)似系統(tǒng)的值它使用壓縮空氣或液態(tài)空氣作為工作流體。

盡管鋰離子電池能夠提供大約 95% 的標(biāo)稱(chēng) RTE，但由于磨損和老化導(dǎo)致性能下降，實(shí)際 RTE 介于 70% 和 80% 之間。此外，在減少放電深度的情況下使用時(shí)，鋰離子電池的壽命會(huì)縮短至 7-10 年。

“CO 2電池的效率可與鋰離子電池相媲美，而 CAPEX 一開(kāi)始要低 40%，然后隨著規(guī)模經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而顯著下降，”Spadacini 說(shuō)?！按送?，持續(xù)時(shí)間要高出三倍，并且不會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化?！?

盡管是一家年輕的公司，Energy Dome 已經(jīng)在意大利撒丁島建立了一個(gè)商業(yè)示范工廠。除了這個(gè)最近成功啟動(dòng)的工廠，還將啟動(dòng)兩到三個(gè)具有20兆瓦可擴(kuò)展發(fā)電能力和200兆瓦時(shí)能源容量的全面工廠，并開(kāi)始商業(yè)化階段。

該公司最近宣布了新一輪融資(1100 萬(wàn)美元)，將幫助他們利用他們的 CO2 電池技術(shù)加速在歐洲、美國(guó)和全球范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能設(shè)施。新資金將使 Energy Dome 能夠訂購(gòu)渦輪機(jī)和其他設(shè)備，以建造其 20 兆瓦/200 兆瓦時(shí)/10 小時(shí)持續(xù)時(shí)間的儲(chǔ)能設(shè)施。

“我們面臨的挑戰(zhàn)是創(chuàng)建一種鋰離子電池的替代存儲(chǔ)系統(tǒng)，成本減半，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)三倍，性能相同，”Spadacini 說(shuō)。