电池技术--替代能源的救命草

替代能源成败的关键：电池技术即便是对替代能源一无所知的人，也肯定知道一件事情：当太阳下山或风不再刮时，也就没有能量可以收集。正因如此，可再生能源行业未来成败的关键在于，必须依靠能源存储技术实现全天24小时不间断的能源供给。换句话说，我们需要一些巨大而先进的电池。

替代能源存储技术在今年早些时候成为媒体关注的焦点，当时，特斯拉CEO伊隆·马斯克(Elon Musk)推出了Powerwall——这种设计优雅的家用电池可以与家用太阳能电池板配合使用，将白天产生的太阳能存储起来，以供晚上使用。除此之外，这款产品还可以在电费最低的时段完成储能。这款锂电池与特斯拉电动汽车内使用的电池相似，有10千瓦时周循环(3500美元)和7千瓦时日循环(3000美元)两种型号可选，足以在晚间用电高峰时期为多数家庭提供足够的电力。一代人以前，这种容量的电池组外形可能跟丑陋的车用铅酸电池类似。特斯拉的壁挂式电池没有任何液体，在美观程度上实现了巨大的进步。

值得一提的是，特斯拉正在内华达州建设超级电池工厂，那里甚至有可能成为全世界最大的建筑，里面将有大量的电池。尽管家用电池现在看起来有些昂贵，似乎只是小众产品，但它很有可能广泛普及。原因在于，它也很符合公用事业公司的利益。

公用事业级电池

对于想要拥抱替代能源的公用事业公司来说，电池存储的关键在于平衡电力需求。例如，太阳能在夏威夷取得了成功。然而，白天的太阳能发电量达到峰值，因此家用发电设施会将电流输送回电网，但夏威夷电力公司却没有地方存储这些电力。正因如此，公用事业公司也在寻找高达200兆瓦的存储方案，以便平衡供需矛盾。该公司希望能在2017年部署这样的方案。

Oncor Electric Delivery拥有德克萨斯州最大的电网，他们计划花费超过20亿美元购买5千兆瓦电池，以便减少新建电厂和输电设施的成本。

东京大学工程学院的新型电池技术可以将电池中存储的电量扩大7倍，使得日产LEAF这样的电动车能够实现500英里的单次充电续航。

花旗集团今年1月发布的报告时显示，仍然依靠老式的集中发电设施，而没有积极拥抱灵活储电模式的公用事业公司必将消亡，部分原因在于电池存储成本将从2020年的230美元/千瓦时，降低到几年后的150美元/千瓦时。(这都得感谢特斯拉。)全球电池存储市场规模可能在15年内达到4000亿美元。

新型电池

与此同时，科学家也在努力开发效率更高的新型电池技术。东京大学工程学院的研究人员于2014年7月宣布，他们开发的新型电池比目前的锂电池密度高出7倍：具体而言，密度可达2570瓦时/千克。他们是如何做到的呢?在氧化锂晶体结构中加入钴，便可以在充放电周期中创造氧化物和过氧化物，同时加快充电速度。大概只有化学系的学生才能充分理解这一过程，但关键在于，这似乎的确有用，而7倍的密度提升的确可以带来一场变革(尤其是对受到续航里程限制的电动汽车而言)。

在北卡罗来纳州，Alevo Technologies正在加紧生产一种2千兆瓦的大型电池。它们的尺寸跟集装箱相仿，可以接入到电网中，协助电力企业控制电流。这种GridBank使用了新型电池技术。他们没有使用传统的锂离子，而是采用了LFP(磷酸铁锂)、石墨，以及一种能在电子穿过的过程中减小阻力的无机电解质。这种技术可以降低电池运行过程中的温度，寿命也比锂离子电池更长。目前为止，该公司计划在2016年生产的全部480个GridBank都已经预售一空。