看欧洲各国如何花式储能

科技日报

根据《巴黎协定》的目标，21世纪全球平均气温升幅必须控制在1.5℃以内。随着气候变化以及化石燃料价格迅速上涨，需要各国大力开发可再生能源。但风能、太阳能等可再生能源一般“靠天吃饭”，具有间歇性的特点，风能、太阳能等新能源无法按需发电，所以在对风能、太阳能等新能源加大投资力度的同时也要做好能源的存储。从传统的基于锂的“超大号”电池，到液流电池、硅相变电池、熔盐电池、铁空气电池、重力电池、二氧化碳膨胀电池等，为了储存能量各国尝试了各种办法。

近年来，国际局势的变化带来的欧洲天然气价格飙升，影响了欧洲的能源安全。为应对气候变化和能源危机，欧洲各国也提出了各种不同的储能方案。

芬兰：启用“沙子电池”供热系统

芬兰初创公司“极夜能源”和能源公用事业公司Vatajankoski共同建造了世界上第一个可由太阳能和风能驱动的“沙子电池”——商用沙基高温储热系统。

沙子经久耐用，价格低廉，是一种非常有效的储存热量的介质，并且随着时间的推移，热量损失也很少。在“沙子电池”中，宽约4米、高约7米的钢制集装箱里有自动蓄热系统，装着约100吨沙子。

那么，“沙子电池”是如何工作的呢？每当太阳能和风能过剩时，“沙子电池”就会利用这些能量加热电阻使沙子温度达到500℃。这会产生热空气，热空气通过热交换器在沙子中循环。开发人员表示，设备可让沙子在500～600℃的温度下储存大量热量，并保持数月。这一储热系统最多可释放100千瓦的热电，储能容量为8兆瓦。

德国：准备巨型供暖“热水瓶”

为了摆脱对外来能源的依赖，德国柏林准备了巨大的“热水瓶”，2022年冬天帮助民众取暖。这个巨大的“热水瓶”实际是一个热水塔，其储存的不是电力，而是热能。负责建造这座热水塔的瑞典大瀑布电力公司表示，这一热能储存设施高45米，可容纳5600万升的热水。其采用的巨大隔热水箱可让水保持长达13个小时的高温。这个“热水瓶”能将可再生能源产生的多余热量转化为热能进行存储，并根据需要释放能量，从而缓解可再生能源供应波动的问题。这座耗资5000万欧元的设施（1欧元=6.81元人民币），热容量达200兆瓦，其储存的热能能不间断地让大量的水保持在接近沸腾的温度，这足以满足柏林夏季大部分的热水需求或冬季所需热水量10%左右的需求。

挪威：建造混凝土基商用“热电池”

随着电动汽车电池和储能电池需求的增加，专家预计，到2030年欧盟对锂的需求量将是2020年的18倍，钴的需求量将是5倍。到2050年，欧盟对锂的需求量将是2020年的60倍，钴的需求量将是15倍。但今天欧洲只在葡萄牙有一个锂矿。与此同时，钴供应高度集中在少数几个市场，刚果民主共和国拥有全球一半以上的钴储量，澳大利亚则拥有20%的钴储量。解决供应链问题是欧洲能源转型的关键。

挪威热储能技术厂商EnergyNest成立于2011年。其开发了一种“热电池”以支持工业过程中的脱碳，该“热电池”是一种基于混凝土的储热系统。“热电池”的产品名称为Heatcrete，主要通过采用特殊配方的混凝土来存储热量，该公司声称，这种混凝土材料的成本非常低，且可无害化回收。

高温传热流体（HTF）可通过钢管注入“热电池”加热混凝土，然后随着“电池”放电，冷的HTF流入“电池”单元的底部，热量从顶部流出。

“热电池”采用模块化设计，安装在约6米长的模块化钢管中，系统既经济又紧凑，能量密度高，热量损失少，容量可从兆瓦时扩展到吉瓦时。（转自：国际能源网）