美国：把太阳能储存起来

本刊记者/吴凡 综合报道

美国：把太阳能储存起来

本刊记者/吴凡 综合报道

一直以来，风能主宰着庞大的可替代能源市场，可在太阳能能源生产方面的最新发展或许可以让太阳能成为更可行的选择。如果太阳能可以储存，问题就解决了，但解决方法实施起来很困难。直到最近，该领域发现了一种突破性储存材料，使的太阳能的储存成为现实，而这种突破性储存材料正是生活中最常见的“盐”。如今两家以储备太阳能技术见长的企业获得了政府贷款担保，太阳能的时代即将到来了吗？

如果太阳能日后要成为主要能源，并在美国电力供应中获得客观份额的话，太阳能产业必须要克服一个主要的障碍，就是必须寻求到方法确保在太阳没有闪耀的日子里能够储备太阳能。这样一个挑战为另一种形式的能源产业提供了发展的可能，就是太阳能热水器。太阳能热水器通过利用太阳热量来为水加温，生产电力。被加温的水可以被用来加热日后要储存太阳能的盐，这样太阳落山以后，带来家庭大量使用电器和夏季使用空调的高峰需求后，就有了足够的电力供应。

巨额投资是否值得？

近日，两家加州的公司已经开始计划运用这一储备太阳能的技术。其中一家公司SolarReserve，正在内华达州的沙漠地带修建工厂，预计在明年投入使用。另一家公司BrightSouece，计划在加州建造三个工厂，将在2016年和2017年开始运营。这4家工厂总计可以在夏季的晚上为数十万家庭提供电力供应。

这一技术最后能不能得到大规模推广还需要进一步观察，但是谷歌，Chevron和Good Energies等公司都在投资这一领域，NV Energy和南加州的爱迪森公司也签订了长期合作合同，将从这些新型能源公司中购买电力。这些新型能源工厂的一个重要功能就是弥补太阳能板的功能不足。太阳能板是直接从太阳光中来生产电力。当太阳能板在黄昏或者阴天不能工作的时候，新型能源工厂就可以利用其储备的热能了。

目前光电池板的价格大幅下降，如果其价格进一步下降，使得更多家庭都能够安装这一设备，新型能源工厂的作用或许会更加突出。随着电网越来越多的以太阳能板和风力涡轮机为动力基础，电网必须需要更加能够平衡该系统的能源来源补充，同时可再生能源将是首选。

用“盐”储存太阳能

SolarReserve的CEO，Smith说“很多能源服务商都希望能够生产足够多的千瓦每小时的可再生能源，这样就能够满足政府对更多利用替代能源的严格要求了。我们在发展的过程中，需要外界更多关注我们能提供更多电力的事实。”他主要指的是公司的存储技术。

美国能源部对这一发展趋势颇为认同：在9月能源部对SolarReserve公司在内华达州的项目给予了价值7.37亿美金的贷款担保。这家工厂将最高生产110MW的电力，储备足够的热能确保在太阳没有闪耀之时运行8-10小时的能源。

公众对于政府对太阳能项目给予贷款担保的态度在Solyndra公司倒闭之后急转直下，Solyndra也是加州的一家公司，接受了政府价值5.35亿美金的贷款担保来建造制造太阳能板的工厂，但是结果却是暗淡的市场。但是对于生产电力的公司来说，前景总是明朗一些，因为和太阳能设备不一样，它们提前就有合同预售了。

SolarReserve和Brightsource的技术细节差别不大，都将利用上万个电脑运行的招贴画大小的镜子来吸收太阳能。SolarReserve通过融化的盐来吸收热量，这可以马上用来加热水，这一过程中产生的蒸汽会启动常规个、涡轮机和发电机运行。热盐也可以被用来储备数小时的热能。BrightSource加热水后可以立即被用作蒸汽或者加热储备热用的盐。这些工厂依赖盐是因为能够比水储备更多的热能。但是一旦溶解，就必须保持这一状态否则就会不可逆转的冰冻成固态。

这一技术并不复杂，复杂的在于这一技术的经济学意义。太阳能热气的最简单最便宜的方式就是立即将热转化成电。但是公司就和收获庄稼的农场主一样，希望能够储备起来，等价格上涨的时候再出售，而不是马上投入市场。他们计算的是收入，关心的不是产量多少，而是可以产生最大收益的出售时机。而太阳能板的广泛使用，不管是在屋顶还是在沙漠地带的太阳能板对于产品的出售时机都会产生重大影响。

将太阳能接入电网

目前，电力价格在黄昏和夏季的晚上是最昂贵的，光电能板对于降低价格可能起到非常大的作用，Paul是美国可再生能源实验室的太阳能专家，他这样介绍说，电力的价格在一天的下午会达到峰值，主要是在太阳落山前后，这是因为太阳能的产量会很小甚至没有。Woolard说新工厂的主要目的就是要在最需要的时候生产电力，我们也在根据用户在不同时期最重要的需求最优化方案，其所在公司与南加州爱迪森公司签署的合约还需要得到加州监管者的批准。

增加存储量可以帮助很多空调在太阳能板没有产生能源的时候维持工作的状态，同时也还有其它的经济收益。利用蒸汽制造电力的设备是这一系统最为核心的部分，但是如果和存储技术结合起来，就可以相当于一家没有存储量的公司运行时间的两倍。同时，阳能服务必须保证两种形式的电力供应，以能源形式的和以发电能力形式的。虽然两者之间的差异对于大多数消费者来说没有感觉，因为消费者只以千瓦小时的单位来付费。

风和太阳能够提供大量能源却不能提供发电能力。如今将其能源转化成发电能力有了昂贵的天然气发电机作为载体，这一发电机可能在一年的大多数时候都是闲置的，但是在风力不足或者太阳不闪耀之时就工作起来。储备太阳能能够为每千瓦小时的能源削减4美分的成本，Denholm先生这样估算，这对于一件零售价格为11美分的商品来说是非常了不起的受益，节省下来的的资金很大部分不会用于修建天然气发电机。

出于竞争关系，Brightsource和SolarReserve都不会讨论借贷资金的成本问题。但是SolarReserve的Smith说存储技术只占到成本的5%。对于Brightsoure，南加州的爱迪森公司愿意出资为其再修建一座工厂在太阳没有闪耀之时发电。

任何一个项目的成功都和很多细节密切相关，但是其它的很多专家认为对于有存储发电能力的工厂来说，市场的大门是开放的。一项由Navigant咨询公司，Sandia国家实验室和北太平洋实验室完成的调查报告发现，要更多地利用新能源的话，必须有更多后备的选择。这项研究的主题就是光太阳能源增加对于国家能源储备一揽子方案的潜在影响。国家能源储备需要新一代的技术，使其产量可以根据太阳能自身的变化作出随机调整，这项报告还表示，目前的太阳能热储备系统就是为满足这些需求而存在。