用液态空气储存电能 实验性工厂伦敦运转

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【大纪元2013年05月30日讯】(大纪元记者李晓明编译报导)一些工程师温故知新,让一个储存能量的老梗重获新生:首先用电力将空气冷却到零下200度以下进行液化,当需要电力时,提高液化空气的温度使其膨胀,从而驱动蒸汽涡轮机和发电机发电。

许多公司正评估这个想法的商业可行性。这些公司使用液化氮来储存间歇性可再生能源产生的能量。液化空气还可能用来驱动低排放车辆的发动机。

麻省理工学院《科技评论》期刊报导,坐落在伦敦的高景动力储存公司(Highview Power Storage),已筹得1千8百万美元资金并建立了一个试验工厂,该厂将使用液态空气储存来自电网的能量。高景公司还与德国大型工业气体公司梅塞尔(Messer)合作,以协助开发该技术。如果一切顺利的话,英国政府可能会提供资金建立更大的工厂,实现该技术的商业化。与此同时,工程咨询公司里卡多(Ricardo)正在开发两种可以使用液氮的发动机,其技术来源于高景公司的一项称为Dearman发动机的技术。

随着可再生能源应用的增长,电网储存能源变得越来越重要。在短期内,天然气发电厂和快速响应的存储技术(如电池)可以维持电网的稳定。但是,如果可再生能源要达到一个非常大的规模,或者如果我们想减少使用化石燃料的备用电源厂,我们将需要能够存储数小时或数天电力的技术。

如果要实现这一要求,成本是关键。电力研究所储能项目经理哈莱士•卡玛斯(Haresh Kamath)表示:“在探索能源存储机制的时候,我们试图找到价格极为便宜,又能以简单的方式大量生产的材料。这样的话,成本自然就降低了。”

高景公司技术的储能效率为50%至60%,也就是说,液态空气释放的电能刚刚超过生成液态空气所需电能的一半。相比之下,电池的储能效率可以超过90%。然而,新工艺可以利用其它生产过程产生的废热,以弥补其低效率。高景公司已经证明,从发电厂甚至数据中心排出的低温废热可以用来加热的空气液化。该系统的使用年限为数十年,而电池通常每隔几年就需要更换。很长的使用寿命能帮助降低总成本。

还有几家公司正在开发的新的工艺,以提高对空气进行压缩的效率,这也使液化过程更加高效。液化空气能量密度是压缩空气的4倍,而且大量储存时需要更少的空间。

液态空气也可能用于轿车和卡车。发明家彼得•迪尔曼(Peter Dearman)已经完成了一个不依赖于大型热交换器,而是把防冻液注入发动机的燃烧室,用来回收浪费的热能的小系统。他建立了一个很粗糙的原型,并表明它可以驱动汽车。里卡多公司正在这个基础上进行工作,并最终可能实现商业化。

液态空气的储能密度和混合动力汽车以及电动汽车中使用的那种镍氢电池及一些锂离子电池相似。里卡多公司的高级工程师安德鲁•阿特金斯(Andrew Atkins)表示,液态空气有一个关键的优势,它可以迅速注入汽车,远远快于可充电电池的充电速度。这种发动机将使用去除氧气的液态氮,最终只排出的氮气。与发动机相关的碳排放量将取决于对氮气进行液化时的用电量。里卡多公司还在开发使用液态氮的增强柴油发动机,其效率可以提高约50%。

用液态空气储存能源的想法可以追溯到19世纪90年代。那时,一个名叫查尔斯•崔普勒(Charles Tripler)的发明者宣称,他已经开发出一种成本非常低廉技术,可以将空气降温,直到它成为一种液体。他还进行了液化空气运行蒸汽机的演示。一时间,崔普勒获得了媒体的广泛关注,并以把技术推向市场为由筹集到大量资金。然而,在投资者们血本无归之后,真相终于大白,崔普勒对他的技术进行了夸大。然而也是从那时开始,液化空气的技术已经变得越来越高效,人们也因为要选择新型储能方式而再次关注这种技术。

(责任编辑:张东光)

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