二氧化碳电池开启了可再生能源储存之路

传统上用于存储可再生能源产生的能量的方法基于使用电池，通常是锂离子 (Li-on) 电池。本文将介绍一种创新的临时储能技术，有望克服锂离子电池的局限性，延长使用寿命并降低成本。

用于生产可再生能源的技术正变得越来越重要，这既是由于它们在成本方面的竞争力，也是由于它们对环境的影响低以及对解决气候问题的贡献。然而，可再生能源有一些限制，包括(就其性质而言)是一种间歇性能源。

这需要引入适当的系统来存储所产生的能量(例如，白天捕获的太阳能)，然后在夜间将其释放到电网中，或者在需要补偿任何能量峰值时要求。

ENERGY DOME的CO 2电池

Energy Dome 是一家成立于 2019 年、总部位于意大利米兰的初创公司，它开发了一种新技术，旨在大幅减少温室气体排放到大气中，从而帮助解决环境问题。这种名为 CO2 电池的新技术实际上是一种长期储能，它使可再生能源的生产更加经济实惠且可调度。

Energy Dome 开发的新技术本质上是一种电能存储形式，具有持续 4 到 24 小时的甜蜜点。其原理是在大量可用时存储可再生能源(如太阳能或风能)，然后在需求较大且可用能源较少时将其重新输入电网。

Energy Dome 首席执行官克劳迪奥·斯帕达西尼 (Claudio Spadacini) 表示：“如今，领先的储能技术以锂离子电池为代表，但它适用于持续时间为 2 到 4 小时且充电/放电次数较多的应用。” . “当您需要管理具有更长使用寿命的存储时，锂离子电池的价格变得没有竞争力。”

Energy Dome 的专利技术基于热力学原理，更准确地说是气体(二氧化碳)的压缩，从大气压力和温度的初始值开始，一直到高压下 CO 2的液化。

因此，新技术与锂离子电池使用的电力存储系统有很大不同，锂离子电池是一种化学过程。此外，Energy Dome 开发的系统可以受益于高能量密度，而无需高压操作。

“我们系统的一个相关优势是它仅使用钢、水和 CO 2构建，即在世界任何地方都可以找到的组件。CO 2作为工作流体运行，可以在工业上或作为其他工艺的产品获得，在系统关闭时不会被消耗，”Spadacini 说。

工作原理

任何类型的电力存储系统都由两个阶段组成：一个充电阶段，其中产生的电能以另一种形式的能量(化学、电热、机械或其他)存储，以及一个放电阶段，在此期间之前存储的能量被馈入进入电网发电。该系统的两个充电和放电阶段，它使用电力来压缩 CO 2并在随后的阶段利用 CO 2 的膨胀来发电。

CO 2在大气压和温度下储存在罐(“圆顶”)内，然后在充电阶段的“COMP”阶段被压缩。然后将处于高压和高温下的流体冷却(释放热量)并冷凝。然后将液态 CO 2储存在一系列压力容器中。

在放电阶段，高压流体首先蒸发，然后利用充电阶段产生的热量加热。然后，高温高压流体在涡轮机中膨胀产生电力，然后在与大气压力相当的压力下再次到达圆顶。

由于在充电阶段引入系统的能量高于放电阶段产生的能量，为了保持能量平衡，有必要通过风冷式热交换器将一些热能释放到环境中。

取得的成果和前景

由于该过程仅涉及两次热力学转换(压缩和膨胀)，因此减少了损失，并且可以获得高于 75% (77% ± 2%) 的往返效率 (RTE)，高于类似系统的值它使用压缩空气或液态空气作为工作流体。

尽管锂离子电池能够提供大约 95% 的标称 RTE，但由于磨损和老化导致性能下降，实际 RTE 介于 70% 和 80% 之间。此外，在减少放电深度的情况下使用时，锂离子电池的寿命会缩短至 7-10 年。

“CO 2电池的效率可与锂离子电池相媲美，而 CAPEX 一开始要低 40%，然后随着规模经济的发展而显着下降，”Spadacini 说。“此外，持续时间要高出三倍，并且不会随着时间的推移而退化。”

尽管是一家年轻的公司，Energy Dome 已经在意大利撒丁岛建立了一个商业示范工厂。除了这个最近成功启动的工厂，还将启动两到三个具有20兆瓦可扩展发电能力和200兆瓦时能源容量的全面工厂，并开始商业化阶段。

该公司最近宣布了新一轮融资(1100 万美元)，将帮助他们利用他们的 CO2 电池技术加速在欧洲、美国和全球范围内开发储能设施。新资金将使 Energy Dome 能够订购涡轮机和其他设备，以建造其 20 兆瓦/200 兆瓦时/10 小时持续时间的储能设施。

“我们面临的挑战是创建一种锂离子电池的替代存储系统，成本减半，持续时间长三倍，性能相同，”Spadacini 说。