二氧化碳也能当电池:Energy Dome 如何用平地液化循环攻克十小时长时储能
把两千吨二氧化碳压成液体,竟能给上万户人家供电十小时。
在意大利撒丁岛,立着一个巨大的白色圆顶。 占地相当于七个足球场。 里面鼓鼓囊囊装了两千吨二氧化碳。 这不是什么排污设施,是一家叫 Energy Dome 的公司建的储能电站。
它怎么用二氧化碳存电? 我们来看这个闭环。 白天风电和太阳能大发,电网用不掉。 多出来的电直接驱动压缩机,狂抽圆顶里的二氧化碳。 使劲压缩,直接把气体压成液体。 气态变液态,体积缩小几百倍,顺顺当当存进地面的碳钢储罐里。 压缩过程中产生的大量热量,系统用专用材料完整存起来。
等到夜里没风没光、电网缺电的时候,反向操作。 把储罐里的液态二氧化碳放出来,用白天存下的热量重新加热。 液体瞬间沸腾汽化,剧烈膨胀。 高压气体冲过涡轮机,把电重新发出来。 发完电的气体跑了吗? 一点没跑,全顺着管道流回那个白色大圆顶里,等第二天接着循环。
有人可能会想,压缩气体储能早就有了,几十年前电网就在玩压缩空气。 为什么非要换成二氧化碳? 因为压缩空气有个致命限制:必须依赖特殊地质。 你得在地底下找天然盐穴或者废弃矿井,才能兜住那么大体积的高压空气。 二氧化碳不一样。 它特别容易被压成液体,常温下几十个大气压就能液化。 不需要任何天然地洞,只要在平地上焊几个钢罐、立个圆顶,全球任何电网边上都能建。
再看经济账。 现在的储能市场,四个小时以内的短时调峰,锂电池是绝对霸主。 但要是想存八小时、十小时甚至二十四小时呢? 锂电池就扛不住了。 锂电要延长一倍储能时间,电芯数量就得跟着翻倍,成本几乎是线性的。 二氧化碳电池不一样。 发电机和压缩机功率摆在那不用动,要多存几个小时的电,只需要多焊几个装液体的储罐。 在八小时储能场景下,它的成本比锂电池便宜 10% 到 15%。 存的时间越长,账算下来越划算。
而且他们用的全是现成设备。 工业压缩机、碳钢罐、蒸汽涡轮机,全是成熟供应链。 从签合同到建好交付,只需要两年时间。 撒丁岛这个首座商业电站容量两百兆瓦时,能撑起一万八千户家庭十个小时的用电。 今年六月,谷歌已经在爱尔兰跟他们签了同样两百兆瓦时的电站订单。
当然,物理学从不给免费午餐。 这套系统最大的短板在效率。 锂电池充进去一度电,放出来能拿回九成左右,往返效率 90%。 二氧化碳电池大概只有 70%。 虽然比铁空气电池的 50% 高不少,但三成电量还是在吸热吸气、膨胀做功里白白耗掉了。 而且目前全球商业运行的就只有撒丁岛这一座,后续规划的三万兆瓦时产能还要一个个落地去验。
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