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投资7500万美元!美欲加速熔融硅储热等低成本长时储能技术研发!

2021.03.19 来自:

据外媒报道,美国能源部近日表示,将投资7500万美元建设一个国家级的储能技术研究与开发中心,预计将于2025年正式投运。


据悉,该研发中心名为Grid Storage Launchpad(GSL),将设30个独立研究实验室,其中包括技术原型测试室和其它测试实验室,这些实验室将在现实电网条件下对各种储能技术进行测试,还将开设可容纳不同的团队在其中进行协作研究的工作区。


GSL研发中心将特别关注加速低成本、长时储能技术的开发和部署。此外,GSL将在总部位于华盛顿州里奇兰市的美国西北太平洋国家实验室(PNNL)上建造,同时美国能源部指定PNNL作为该研发中心的运营方,而华盛顿州、非营利科技发展组织Battelle和美国西北太平洋国家实验室(PNNL)将为该设施的建设提供资金支持。


研究方向将重点涉及储热和储电,因为热能储存成本较低(约为电池的1/10),由麻省理工学院(MIT)提出的利用2400℃熔融硅实现长时间热能储存的方案也将成为筛选长时电网规模储能技术的重要研究方向。


熔融硅热储能系统外形示意图


该设想主要涉及将热量储存在熔融硅中,新系统全称为“热能电网存储-多结光电”(简称TEGS-MPV),核心部分为熔盐电池。


在常规光热电站采用的熔盐储热系统中,温度达到1000℉(538℃)之后,熔盐的腐蚀性会带来极大的影响。因此MIT团队希望寻找另一种新材料,以实现更高的能量密度。


最终,研究团队选择了熔融硅来储能,其能够被加热到4000℉(2200℃),热传导性也相当出色。


TEGS-MPV系统包含了两个高度隔热的储罐,它们由石墨制成、宽33英尺(约10米),其中一个罐子可以保存温度相对较低(3450℉/1900℃)的液态硅。


图:工作原理


研究团队表示,在需要加热的时候,液态硅可从一根由外部能源加热的管路中泵出。被加热后、温度较高的液态硅(4350℉/2400℃)则被储存到另一个罐中。


据悉,这样一套TEGS-MPV系统能够为大约10万个家庭供电。理想情况下,它可以储存风能、太阳能等清洁可再生能源。


此外,该系统设计几乎可以在任何地方部署,而且价格相当实惠——大约是抽水电站的一半(水泵成本很高)。


同时,为防止熔融硅与石墨罐体发生腐蚀反应,研究团队特地制作了一个测试用的迷你原型。结果表明,在满载加热到3600℉(1980℃)后一小时,熔融硅确实能够与石墨发生反应、并形成碳化硅。但好消息是,这层碳化硅并不会对罐体造成破坏,反而形成了一层薄薄的保护层。


据了解,美国能源部(DOE)发布公告标志着GSL研究中心即将进入设计和建造阶段,接下来,PNNL将开始选择项目建设承包商。按照美国能源部计划,该设施可能在今年晚些时候正式开建。


据美国储能协会介绍,2020年底美国通过一项法案,将在五年内提供10亿美元用于储能技术的研究、开发和部署。同时,美国总统拜登的一项行政命令指示立即审查电池和储能材料供应链,并启动了“储能大挑战”计划,该计划为长时储能技术供应商带来了竞争和希望。


此外,英国最近也发起了一项类似于“储能大挑战”的倡议,将为储能技术提供6800万英镑(9490万美元)的财政预算,拥有长时储能技术的开发商可以参与其中,这个计划名称为“更长时间的储能示范创新竞赛”。意向参与此次竞赛的电化学、热储能和“Power-to-X”储能技术需要证明具备持续放电储能的性能。




相关线下活动:


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