用液態空氣儲存電能 實驗性工廠倫敦運轉

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【大紀元2013年05月30日訊】(大紀元記者李曉明編譯報導)一些工程師溫故知新,讓一個儲存能量的老梗重獲新生:首先用電力將空氣冷卻到零下200度以下進行液化,當需要電力時,提高液化空氣的溫度使其膨脹,從而驅動蒸汽渦輪機和發電機發電。

許多公司正評估這個想法的商業可行性。這些公司使用液化氮來儲存間歇性可再生能源產生的能量。液化空氣還可能用來驅動低排放車輛的發動機。

麻省理工學院《科技評論》期刊報導,坐落在倫敦的高景動力儲存公司(Highview Power Storage),已籌得1千8百萬美元資金並建立了一個試驗工廠,該廠將使用液態空氣儲存來自電網的能量。高景公司還與德國大型工業氣體公司梅塞爾(Messer)合作,以協助開發該技術。如果一切順利的話,英國政府可能會提供資金建立更大的工廠,實現該技術的商業化。與此同時,工程咨詢公司里卡多(Ricardo)正在開發兩種可以使用液氮的發動機,其技術來源於高景公司的一項稱為Dearman發動機的技術。

隨著可再生能源應用的增長,電網儲存能源變得越來越重要。在短期內,天然氣發電廠和快速響應的存儲技術(如電池)可以維持電網的穩定。但是,如果可再生能源要達到一個非常大的規模,或者如果我們想減少使用化石燃料的備用電源廠,我們將需要能夠存儲數小時或數天電力的技術。

如果要實現這一要求,成本是關鍵。電力研究所儲能項目經理哈萊士•卡瑪斯(Haresh Kamath)表示:「在探索能源存儲機制的時候,我們試圖找到價格極為便宜,又能以簡單的方式大量生產的材料。這樣的話,成本自然就降低了。」

高景公司技術的儲能效率為50%至60%,也就是說,液態空氣釋放的電能剛剛超過生成液態空氣所需電能的一半。相比之下,電池的儲能效率可以超過90%。然而,新工藝可以利用其它生產過程產生的廢熱,以彌補其低效率。高景公司已經證明,從發電廠甚至數據中心排出的低溫廢熱可以用來加熱的空氣液化。該系統的使用年限為數十年,而電池通常每隔幾年就需要更換。很長的使用壽命能幫助降低總成本。

還有幾家公司正在開發的新的工藝,以提高對空氣進行壓縮的效率,這也使液化過程更加高效。液化空氣能量密度是壓縮空氣的4倍,而且大量儲存時需要更少的空間。

液態空氣也可能用於轎車和卡車。發明家彼得•迪爾曼(Peter Dearman)已經完成了一個不依賴於大型熱交換器,而是把防凍液注入發動機的燃燒室,用來回收浪費的熱能的小系統。他建立了一個很粗糙的原型,並表明它可以驅動汽車。里卡多公司正在這個基礎上進行工作,並最終可能實現商業化。

液態空氣的儲能密度和混合動力汽車以及電動汽車中使用的那種鎳氫電池及一些鋰離子電池相似。里卡多公司的高級工程師安德魯•阿特金斯(Andrew Atkins)表示,液態空氣有一個關鍵的優勢,它可以迅速注入汽車,遠遠快於可充電電池的充電速度。這種發動機將使用去除氧氣的液態氮,最終只排出的氮氣。與發動機相關的碳排放量將取決於對氮氣進行液化時的用電量。里卡多公司還在開發使用液態氮的增強柴油發動機,其效率可以提高約50%。

用液態空氣儲存能源的想法可以追溯到19世紀90年代。那時,一個名叫查爾斯•崔普勒(Charles Tripler)的發明者宣稱,他已經開發出一種成本非常低廉技術,可以將空氣降溫,直到它成為一種液體。他還進行了液化空氣運行蒸汽機的演示。一時間,崔普勒獲得了媒體的廣泛關注,並以把技術推向市場為由籌集到大量資金。然而,在投資者們血本無歸之後,真相終於大白,崔普勒對他的技術進行了誇大。然而也是從那時開始,液化空氣的技術已經變得越來越高效,人們也因為要選擇新型儲能方式而再次關注這種技術。

(責任編輯:張東光)

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