国外最新研究卡车般的大小可解决可再生能源的储存问题
找到有效储存能量的方法之前,加利福尼亚电网电力将随着太阳升起降落而上下波动。
VACAVILLE——加利福尼亚的一个北部小镇,横七竖八的电线下坐落着两个金属箱,每个都有卡车那么大。金属箱内是强大的电池包,可提供的能源足以为超过1500个家庭使用。

这两块电池,连同变压器和发电机,总价达到1千万美元。加利福尼亚只是未来工业化规模电池赌局的一小部分,这还是一个未经验证的技术。
从萨克拉门托(Sacramento)到圣迭戈(San Diego),各州都投资大量资金推动公用事业,某些情况下是储存大量电力的高度实验项目。公用事业可能不得不投资大概50亿美元来满足规定标准,电力研究所(Electric Power Research Institute)电力储存专家Haresh Kamath这样说到。电力研究所总部设在加利福尼亚州帕洛阿尔托(Palo Alto, California)。希望通过试验和纠错能为全世界更加清洁高效的电力电网带来突破。
如果能够实现,全世界将会感谢加利福尼亚纳税人的贡献。如果无法实现,纳税人仍将继续为此支付,但几乎没有回报。
“这钱来自哪里。”Kamath说——来自于纳税人和工业事业用户的口袋。
加利福尼亚将纳税人的钱大胆的投资于疯狂的可再生能源。2008年,这是获得授权的首批州之一,公用事业从太阳能和风能等能源形式中获得一定量的电力(至2020年比例达到33%)。
随着家庭和商家利用慷慨的补贴增加屋顶面板,太阳能产量剧增。加利福尼亚太阳能发电产量从2010年的769GWh增加到2014年的9891GWh。这比荷兰一年的发电总量还要多。
这是一个相当大的成就。但是现在,加利福尼亚州的电力随着太阳的升降而上下波动。多云的天气时几乎完全消失。这种情况发生时,将使加利福尼亚州的电网发生倾斜。电力公司不得不消耗其他来源的能源。因此,加利福尼亚州正努力寻求一种方法来储存电能,将不需要用时的电能转移到需要的时候使用。
但现有的能源储存方案无法满足。为了推动能源储存行业的创新和增长,加利福尼亚州公共事业委员会(the California Public Utilities Commission)要求加州大型投资公用事业至2020年要采购1.3GWh的能源储量,几乎足够10万家庭在任何固定时刻的消耗。这是目前公用事业储量的100倍。
“PUC正在向那些不将其列为采购目标的地方推动储存市场。”太平洋天然气和电力公司(Pacific Gas and Electric Company)电池储能项目主管David Fribush如是说。但与此同时,随着更多的可再生能源加入到电网中,对储能的需求也越来越大。他说,“公共事业委员会看不起这条路。”
只有一个问题:没人能确定这能奏效。许多储能技术,包括电池,很大程度上市未经考验的,或者是投入巨大的,甚至两者皆有。加利福尼亚纳税人负担了对这种创新。
“设置这些积极的采购目标的相关事情,他们要花很多钱。”Fribush说,“最终,由纳税人买单。”
研究可再生能源的斯坦福(Stanford)经济学家Frank Wolak补充说,“这是政客们喜欢做的事情——给那些没意识到实际支出的人强加任务。那是最古老的政治手段,也就是说,隐藏了成本和宣传的好处。”
平均而言,加州人民已经支付了美国大陆最高利率之一。2014年,每个加州人平均支付15.23美分每千瓦时——根据美国能源信息管理局(the U.S Energy Information Administration)的统计,这差不多是爱达荷州(Idaho,7.95 cents/kwh)或阿肯色州(Arkansas,7.85 cents/kwh)的两倍,全国平均水平的1.5倍。这种差异的一个原因是现在加州比大多数其他州更少使用最便宜的煤炭发电。还有就是实验替代能源的成本如此之高。专家称,随着国家队可再生能源的需求增加,这些价格可能会升高,甚至更高。
“问题不是价格是否会提高,而是提高多少。”华盛顿能源研究所(Institute of Energy Research)能源研究智囊团Travis Fisher这样说到。他目前正着手起草一份报告预测价格可能上涨多少。
如果想要满足公共事业委员会那些激进的可再生能源任务,公用事业公司就得在短时间内拿出解决方案。目前,他们只投资这样任何可转换成电力的技术——携带水翻越一座小山的火车、高速旋转的车轮、甚至是地下储存压缩空气。
这些技术比大型电池更加成熟。多年来,公用事业一直将水泵上山,使其具有额外的能量,然后让其在需要的时候回落,用以发电。他们也在尝试通过将压缩空气注入地下洞室群,再将其释放驱动涡轮机转动来储存能量。
但这两种方法都有各自的局限性。水力发电需要利用宝贵的水,且要求有陡峭的山。而能够储存压缩空气的地下洞穴又很难找到。
然而,电池有一个特别诱惑人的地方:可以放置在任何地方,快速的开启闭合。问题是价格。Southern California Edison(SCE)公司获得了美国能源部2490万美元的补助金,用以在Tehachapi风能的锂离子电池储能项目。SCE为该项目另外投入了2990万美元。
PG&E在San Jose Bay和Vacaville投资了两座钠硫电池试点项目,其中330万美元来自于加州能源委员会的捐赠。Vacaville的电池距PG&E太阳能发电站只有数英里之远,用以平衡太阳能的不可靠输出。相比于锂离子电池,钠硫电池充电时间更长(一次可高达6小时),更加高效但也更加昂贵。
过去承诺拿出储能解决方案的几家公司,如A1234技术(A1234 Technologies)和Beacon Power都已经破产。
“我只是厌倦这一点,因为我们看到过如此多的公司宣称他们可以做到,接着从政府获得帮助,也去做了,但实际上却由纳税人买单。”Fisher说,“看着这一遍一遍重演,真的很烦。”
诚然,如果加州能够实现,好处也将使巨大的。德克萨斯(Texas)、纽约(New York)、亚利桑那(Arizona)以及其他几个州都在努力将更多的可再生能源并入电网。加州的一系列积极政策,虽然对纳税人来说是昂贵的,但对世界而言可能是开创性的。


