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食鹽水儲能:“藍色電池”要來了嗎?
2019/3/20 6:43:30    新聞來源:中國能源報

■本報實習記者 李麗旻 《 中國能源報 》( 2019年03月18日   第 19 版)

  “藍色電池”作為儲能使用,能隨時儲存轉化出電能,并能夠“因地制宜”地使用,這是“藍色電池”的創新突破。但如何在“百花齊放”的儲能市場脫穎而出,可能是“藍色電池”當下面臨的巨大挑戰。

  

  近日,《福布斯》發布了工業制造領域“30位30歲以下杰出青年”(“30 under 30”)名單,研發出可規模化儲能的鹽水儲能電池——“藍色電池”的岑嘉俊榜上有名。“藍色電池”是什么?混合食鹽和水,要如何實現儲能?鹽水電池是否能與現有可再生能源結合? “藍色電池”的未來在哪里?帶著這些問題,記者采訪了荷蘭能源公司Aqua Battery共同創始人、青年科學工作者、化學工程博士岑嘉俊。

  “'藍色電池'最大的特點在于它僅僅使用了鹽水,以及一種特制的離子交換半透膜,原料廉價易得,在規模化儲能的同時安全性也得到了保障。”岑嘉俊說。

  “藍色電池”的概念由來已久。早在1954年,海水鹽差能,也就是“藍色能源”的概念就由英國工程師提出,利用海水與淡水或兩種含鹽濃度不同的液體兩相混合產生的化學電位差能就可以用于發電。此前,歐洲研究人員也已做過相應嘗試。據資料顯示,最初的“藍色能源”構想是利用約旦河河水與死海鹽水的混合進行發電,但直到1970年代,人造半透膜實現商業化使用之際,這一設想才成為了可能。到2009 年,挪威國家電力公司(Statkraft)在挪威托夫特開設了第一個利用這一原理發電的“藍色能源”電廠,但由于發電規模太小,最終因成本過高而難以維持。

  此外,將“藍色電池”作為儲能使用,能隨時儲存轉化出的電能,并能夠“因地制宜”地使用,這是“藍色電池”的創新突破。據岑嘉俊介紹,“藍色電池”在用于儲能過程時,運用了兩個簡單的物理原理,也就是電滲析和反電滲析。“藍色電池”的充電過程用到的是電滲析原理,利用光伏、風電等可再生能源轉化出的電能,使鹽水中離子通過一層特制離子交換膜進行分離,從而產生一股鹽水和一股清水,分別儲存兩個單獨的水箱中;而當鹽水和清水混合之時,含鹽濃度不同的液體之間產生的化學電位差就能夠產生相應電流。基于這種原理,“藍色電池”能夠儲存可再生能源產生的電力,并在需要的時候釋放出來。

  值得一提的是,與使用稀有金屬的鋰電池、釩液流電池,以及使用重金屬鉛的鉛酸電池相比,“藍色電池”最大的優勢就在于有可持續、性價比高的特點。岑嘉俊指出,“它的儲能介質成本非常低,尤其是當我們將其規模擴大到超過1兆瓦時時'藍色電池'的平準化能源成本可以低于 0.05歐元/千瓦時,它既安全又環保。即使在電池液溢出或短路等事故發生時,也在引入部分鹽水、'藍色電池'的水溫僅升高約1攝氏度的情況下解決。此外,利用標準化單元'藍色電池'在規模化上沒有問題。”

  “儲能市場非常多樣化。小規模儲能目前有鋰離子電池和鉛酸電池,大規模儲能目前有抽水蓄能電站(PHES)和壓縮空氣儲能(CAES),但這些電池尚不能完全滿足實際應用要求。針對中型儲能市場,我認為'藍色電池'是有機會的。”岑嘉俊說。

  “在創業過程中,第一個障礙是將一個新概念轉化為產品,然后找到這一產品的細分市場。2012年,中型固定儲能電池市場還不存在,也就是1千瓦-100千瓦發電量和100千瓦時-10兆瓦時儲能容量的系統,直到最近幾年這一細分市場才開始發展。”岑嘉俊說。但隨著可再生能源市場在歐洲迅速擴張,為確保可再生能源的持續供應,避免破壞電網的穩定,許多歐盟國家都認識到能源儲存的必要性,并為開發電池技術提供了資金。“幸運的是,當我開始研究'藍色電池'時,可再生能源市場開始蓬勃發展,我也趕上了這一波補貼發放來發展'藍色電池'。我的目標是在2020年建成一條生產線。”

  據介紹,Aqua Battery目前正在建設第二座大規模示范試點項目,在荷蘭水務委員會擁有的一座太陽能公園中建造一個“藍色電池”系統,一旦建成這一儲能系統發電功率為1千瓦,儲能容量為35千瓦時。針對中國市場,出生于廣東佛山的岑嘉俊也表達了相當大的興趣。“如果未來有機會,我當然希望能將我在國外發展的技術帶回中國。”

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