中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著世界各國(guó)邁向凈零排放的步伐加快，人們需要直面可再生能源的間歇性、波動(dòng)性問(wèn)題。
通常要達(dá)到4小時(shí)以上甚至跨周、跨季節(jié)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，才能保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，我們可以以負(fù)擔(dān)得起、可靠和可持續(xù)的方式過(guò)渡到可再生能源，并能解決風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性。
近年來(lái)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)越來(lái)越火。據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)伍德麥肯茲統(tǒng)計(jì)，全球投運(yùn)及在建的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目，價(jià)值已超過(guò)300億美元。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)的最新研究估計(jì)，到2030年，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將成為一個(gè)價(jià)值3.6萬(wàn)億美元的行業(yè)，裝機(jī)容量潛力將達(dá)到4-6太瓦。
面對(duì)廣闊的市場(chǎng)潛力，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新也層出不窮。現(xiàn)在，一家位于荷蘭、名為Aquabattery的初創(chuàng)公司，設(shè)計(jì)了一種全新的液流電池，其使用世界上最豐富和最便宜的兩種材料食鹽和水作為能量存儲(chǔ)介質(zhì)，可利用太陽(yáng)能和風(fēng)能產(chǎn)生的電力進(jìn)行充電，將鹽水轉(zhuǎn)化為兩種安全的化學(xué)溶液（電解質(zhì)），當(dāng)再次需要綠色電力時(shí)，這些溶液可以轉(zhuǎn)化回鹽水。
這種鹽水液流電池易于定制，適合長(zhǎng)期應(yīng)用和電網(wǎng)規(guī)模部署，有望成為改變游戲規(guī)則的創(chuàng)新。在第二十八屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)（COP28）召開期間，挪威電力巨頭 Statkraft宣布與Aquabattery 建立合作伙伴關(guān)系，共同研究該技術(shù)的可擴(kuò)展性及其商業(yè)可行性。
Statkraft 首席執(zhí)行官 Christian Rynning-T?nnesen 表示：“如果沒(méi)有正確的能源存儲(chǔ)組合，我們就有可能放慢風(fēng)能和太陽(yáng)能的推廣步伐，從而減緩綠色轉(zhuǎn)型。這種新型電池可以加速并徹底改變長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能 (LDES)?！?
01.低成本、易擴(kuò)展且可持續(xù)
這款新型酸堿液流電池是基于“可逆水解離”設(shè)計(jì)的，是一種利用兩種溶液之間的鹽度差發(fā)電的技術(shù)。
電池以化學(xué)能的形式在酸、堿和鹽水溶液中儲(chǔ)存電力，這些溶液保存在單獨(dú)的罐中。泵通過(guò)帶有由膜分隔的電極的電源組循環(huán)這些流體，膜堆允許電解質(zhì)之間進(jìn)行離子交換以發(fā)電。
圖說(shuō)：Aquabattery鹽水液流電池的充放電過(guò)程
來(lái)源：Aquabattery
在充電階段，鹽水溶液流過(guò)膜堆并在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生酸和堿。酸、堿溶液儲(chǔ)存在單獨(dú)的容器中，這個(gè)分離過(guò)程通過(guò)電滲析（ED）實(shí)現(xiàn)，并可以儲(chǔ)存電能。在放電階段，酸、堿溶液通過(guò)膜堆回流，兩股水流再次混合并形成鹽水，這個(gè)過(guò)程通過(guò)反電滲析 (RED) 借助膜堆將產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能。
功率輸出取決于電極的表面積，而存儲(chǔ)持續(xù)時(shí)間取決于電解質(zhì)體積。因此， AquaBattery 的創(chuàng)新可以獨(dú)立地修改功率（kW）和容量（kWh），只需添加水庫(kù)或使用更大的水箱即可擴(kuò)展其存儲(chǔ)容量。
此外，與傳統(tǒng)的鋰離子電池不同，該團(tuán)隊(duì)的技術(shù)使用便宜且豐富的無(wú)毒材料：水和食鹽。這確保電池的安全性，同時(shí)還具有低碳足跡。因此，AquaBattery 表示他們的解決方案將是低成本、高度可擴(kuò)展且可持續(xù)的。
02.前景廣闊，未來(lái)可期
隨著可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中的份額不斷增加，長(zhǎng)期儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于將綠色電力納入電網(wǎng)并支持經(jīng)濟(jì)脫碳至關(guān)重要。
正是看到這一領(lǐng)域的廣闊前景，2014年，岑家俊在帝國(guó)理工學(xué)院攻讀化學(xué)工程博士學(xué)位期間便創(chuàng)立了AquaBattery。這種鹽水液流電池系統(tǒng)僅需要食鹽和水即可在日內(nèi)和多日期間（8小時(shí)或長(zhǎng)達(dá)數(shù)天或數(shù)周）存儲(chǔ)可再生電力，引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。
2022年，AquaBattery獲得了歐洲創(chuàng)新理事會(huì) (EIC) 加速器提供的 250 萬(wàn)歐元資金，并根據(jù)需要可提供高達(dá) 1500 萬(wàn)歐元的直接股權(quán)投資選項(xiàng)，用于開發(fā)基于鹽水的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。2023年5月，AQUABATTERY在鹿特丹2023年世界儲(chǔ)能展覽會(huì)暨論壇上榮獲“電池創(chuàng)新獎(jiǎng)”。不久之后的6月，AQUABATTERY 根據(jù)“材料獨(dú)立和循環(huán)電池”提案獲得了荷蘭國(guó)家增長(zhǎng)基金融資。
AQUABATTERY預(yù)計(jì)到2025年將生產(chǎn)10個(gè)總?cè)萘繛?MWh的大型系統(tǒng)。此次與歐洲最大的可再生能源發(fā)電商之一Statkraft的合作將極大地推進(jìn)其鹽水液流電池的商業(yè)化進(jìn)程。Statkraft 和Aquabattery將合作開發(fā)一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，在荷蘭代爾夫特進(jìn)行為期六到十二個(gè)月的試點(diǎn)測(cè)試，以研究Aquabattery技術(shù)的可擴(kuò)展性及其商業(yè)可行性。
Statkraft 首席執(zhí)行官 Christian Rynning-T?nnesen 表示：“隨著世界需要將可再生能源的裝機(jī)量增加三倍，成功實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是真正實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所需的眾多要素之一。Aquabattery技術(shù)也是環(huán)境可持續(xù)的，這是 Statkraft 的首要任務(wù)” 。
