二氧化碳电池：新一代电网储能技术在全球加速起飞

一种名为“二氧化碳电池”的新型储能技术正在成为解决电网储能挑战的有力竞争者。该技术通过在一个封闭系统中压缩和膨胀二氧化碳来驱动涡轮机发电，实现了长达10小时的能量储存。与锂电池相比，它不仅成本更低、寿命更长，而且不依赖于特定的地理条件或稀有矿产。随着谷歌、印度和中国等全球主要参与者的投入，这项技术正迅速从试验阶段走向大规模商业化，为实现稳定的可再生能源供应提供了可靠方案。

为什么需要长时储能？

可再生能源（如太阳能和风能）的一大挑战是其间歇性——当没有阳光或风时，就无法发电。为了确保电网的稳定运行，我们需要能够储存多余能量并在需要时长时间供电的技术。

• 现有方案的局限： 目前主流的电网储能方案，如锂离子电池，通常只能提供4到8小时的电力，不足以支撑整个夜晚或连续的阴天。
• 其他替代方案的困难： 其他技术，如抽水蓄能、压缩空气或氢能，往往受到地理条件、成本效益或技术规模化的限制。

能源转型的最大挑战之一，就是需要能够持续供电超过8小时的电网级存储方案。这正是“长时储能”概念的关键所在。

“二氧化碳电池”如何工作

该技术的核心是一个物理过程，而非复杂的化学反应。它在一个巨大的穹顶内储存数千吨纯净的二氧化碳，并循环利用它来储存和释放能量。

• 充电（储存能量）： 当电网有多余电力时，系统利用这些电力将气态二氧化碳压缩，使其冷却并转化为液体，储存在高压容器中。
• 放电（释放能量）： 当需要电力时，液态二氧化碳被蒸发、加热并膨胀。高压气体随后通过一个涡轮机，驱动发电机产生电流。之后，气体回到穹顶内，等待下一个充电周期。

这项技术使用的都是现有供应链中成熟的组件，使其建设速度快且易于部署。

关键优势

与其它储能技术相比，二氧化碳电池在多个方面表现出显著优势，使其成为一个极具吸引力的选项。

• 成本更低： 预计其成本比锂离子电池系统便宜30%。
• 不依赖稀有资源： 它不依赖钴或锂等关键矿产，也无需像抽水蓄能那样需要特殊的地形。
• 寿命更长： 预期使用寿命几乎是锂电池的三倍。
• 部署灵活： 可以在任何有足够平坦土地的地方建造，谷歌甚至称赞其具备“即插即用”的标准化特性。
• 安全性高： 使用纯净、惰性的二氧化碳，其过程基于物理变化，而非化学反应。

全球加速布局

这项技术的潜力已吸引了全球范围内的关注和投资。

• 意大利公司 Energy Dome 已在撒丁岛成功启动了首个商业化设施。
• 印度、美国和中国正在快速跟进，建设规模庞大的类似项目。
• 谷歌宣布与 Energy Dome 合作，计划在其全球主要数据中心大规模部署此技术，以实现全天候的清洁能源供应，并帮助该技术“达到大规模商业化阶段”。

谷歌能源战略高级主管表示：“标准化非常重要，这是我们真正喜欢这项技术的原因之一。他们可以真正地即插即用。”

潜在的风险与缺点

尽管前景广阔，该技术也存在一些需要考虑的因素。

• 占地面积大： 设施所需的土地面积大约是同等容量锂电池厂的两倍。
• 极端天气风险： 穹顶可以抵御强风，但在更恶劣的天气预警下，需要将气体压缩回储罐并让穹顶放气。
• 泄漏风险： 如果穹顶被刺穿，储存的二氧化碳会释放到大气中。虽然其总量与一个燃煤电厂的排放相比“微不足道”，但仍需设立安全距离。

尽管存在这些挑战，但考虑到其巨大的经济和环保效益，许多公司和政府显然认为这是值得承担的风险。