本刊記者/吳凡 綜合報(bào)道

美國：把太陽能儲(chǔ)存起來

本刊記者/吳凡 綜合報(bào)道

一直以來，風(fēng)能主宰著龐大的可替代能源市場，可在太陽能能源生產(chǎn)方面的最新發(fā)展或許可以讓太陽能成為更可行的選擇。如果太陽能可以儲(chǔ)存，問題就解決了，但解決方法實(shí)施起來很困難。直到最近，該領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了一種突破性儲(chǔ)存材料，使的太陽能的儲(chǔ)存成為現(xiàn)實(shí)，而這種突破性儲(chǔ)存材料正是生活中最常見的“鹽”。如今兩家以儲(chǔ)備太陽能技術(shù)見長的企業(yè)獲得了政府貸款擔(dān)保，太陽能的時(shí)代即將到來了嗎？

如果太陽能日后要成為主要能源，并在美國電力供應(yīng)中獲得客觀份額的話，太陽能產(chǎn)業(yè)必須要克服一個(gè)主要的障礙，就是必須尋求到方法確保在太陽沒有閃耀的日子里能夠儲(chǔ)備太陽能。這樣一個(gè)挑戰(zhàn)為另一種形式的能源產(chǎn)業(yè)提供了發(fā)展的可能，就是太陽能熱水器。太陽能熱水器通過利用太陽熱量來為水加溫，生產(chǎn)電力。被加溫的水可以被用來加熱日后要儲(chǔ)存太陽能的鹽，這樣太陽落山以后，帶來家庭大量使用電器和夏季使用空調(diào)的高峰需求后，就有了足夠的電力供應(yīng)。

巨額投資是否值得？

近日，兩家加州的公司已經(jīng)開始計(jì)劃運(yùn)用這一儲(chǔ)備太陽能的技術(shù)。其中一家公司SolarReserve，正在內(nèi)華達(dá)州的沙漠地帶修建工廠，預(yù)計(jì)在明年投入使用。另一家公司BrightSouece，計(jì)劃在加州建造三個(gè)工廠，將在2016年和2017年開始運(yùn)營。這4家工廠總計(jì)可以在夏季的晚上為數(shù)十萬家庭提供電力供應(yīng)。

這一技術(shù)最后能不能得到大規(guī)模推廣還需要進(jìn)一步觀察，但是谷歌，Chevron和Good Energies等公司都在投資這一領(lǐng)域，NV Energy和南加州的愛迪森公司也簽訂了長期合作合同，將從這些新型能源公司中購買電力。這些新型能源工廠的一個(gè)重要功能就是彌補(bǔ)太陽能板的功能不足。太陽能板是直接從太陽光中來生產(chǎn)電力。當(dāng)太陽能板在黃昏或者陰天不能工作的時(shí)候，新型能源工廠就可以利用其儲(chǔ)備的熱能了。

目前光電池板的價(jià)格大幅下降，如果其價(jià)格進(jìn)一步下降，使得更多家庭都能夠安裝這一設(shè)備，新型能源工廠的作用或許會(huì)更加突出。隨著電網(wǎng)越來越多的以太陽能板和風(fēng)力渦輪機(jī)為動(dòng)力基礎(chǔ)，電網(wǎng)必須需要更加能夠平衡該系統(tǒng)的能源來源補(bǔ)充，同時(shí)可再生能源將是首選。

用“鹽”儲(chǔ)存太陽能

SolarReserve的CEO，Smith說“很多能源服務(wù)商都希望能夠生產(chǎn)足夠多的千瓦每小時(shí)的可再生能源，這樣就能夠滿足政府對更多利用替代能源的嚴(yán)格要求了。我們在發(fā)展的過程中，需要外界更多關(guān)注我們能提供更多電力的事實(shí)?！彼饕傅氖枪镜拇鎯?chǔ)技術(shù)。

美國能源部對這一發(fā)展趨勢頗為認(rèn)同：在9月能源部對SolarReserve公司在內(nèi)華達(dá)州的項(xiàng)目給予了價(jià)值7.37億美金的貸款擔(dān)保。這家工廠將最高生產(chǎn)110MW的電力，儲(chǔ)備足夠的熱能確保在太陽沒有閃耀之時(shí)運(yùn)行8-10小時(shí)的能源。

公眾對于政府對太陽能項(xiàng)目給予貸款擔(dān)保的態(tài)度在Solyndra公司倒閉之后急轉(zhuǎn)直下，Solyndra也是加州的一家公司，接受了政府價(jià)值5.35億美金的貸款擔(dān)保來建造制造太陽能板的工廠，但是結(jié)果卻是暗淡的市場。但是對于生產(chǎn)電力的公司來說，前景總是明朗一些，因?yàn)楹吞柲茉O(shè)備不一樣，它們提前就有合同預(yù)售了。

SolarReserve和Brightsource的技術(shù)細(xì)節(jié)差別不大，都將利用上萬個(gè)電腦運(yùn)行的招貼畫大小的鏡子來吸收太陽能。SolarReserve通過融化的鹽來吸收熱量，這可以馬上用來加熱水，這一過程中產(chǎn)生的蒸汽會(huì)啟動(dòng)常規(guī)個(gè)、渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)運(yùn)行。熱鹽也可以被用來儲(chǔ)備數(shù)小時(shí)的熱能。BrightSource加熱水后可以立即被用作蒸汽或者加熱儲(chǔ)備熱用的鹽。這些工廠依賴鹽是因?yàn)槟軌虮人畠?chǔ)備更多的熱能。但是一旦溶解，就必須保持這一狀態(tài)否則就會(huì)不可逆轉(zhuǎn)的冰凍成固態(tài)。

這一技術(shù)并不復(fù)雜，復(fù)雜的在于這一技術(shù)的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義。太陽能熱氣的最簡單最便宜的方式就是立即將熱轉(zhuǎn)化成電。但是公司就和收獲莊稼的農(nóng)場主一樣，希望能夠儲(chǔ)備起來，等價(jià)格上漲的時(shí)候再出售，而不是馬上投入市場。他們計(jì)算的是收入，關(guān)心的不是產(chǎn)量多少，而是可以產(chǎn)生最大收益的出售時(shí)機(jī)。而太陽能板的廣泛使用，不管是在屋頂還是在沙漠地帶的太陽能板對于產(chǎn)品的出售時(shí)機(jī)都會(huì)產(chǎn)生重大影響。

將太陽能接入電網(wǎng)

目前，電力價(jià)格在黃昏和夏季的晚上是最昂貴的，光電能板對于降低價(jià)格可能起到非常大的作用，Paul是美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室的太陽能專家，他這樣介紹說，電力的價(jià)格在一天的下午會(huì)達(dá)到峰值，主要是在太陽落山前后，這是因?yàn)樘柲艿漠a(chǎn)量會(huì)很小甚至沒有。Woolard說新工廠的主要目的就是要在最需要的時(shí)候生產(chǎn)電力，我們也在根據(jù)用戶在不同時(shí)期最重要的需求最優(yōu)化方案，其所在公司與南加州愛迪森公司簽署的合約還需要得到加州監(jiān)管者的批準(zhǔn)。

增加存儲(chǔ)量可以幫助很多空調(diào)在太陽能板沒有產(chǎn)生能源的時(shí)候維持工作的狀態(tài)，同時(shí)也還有其它的經(jīng)濟(jì)收益。利用蒸汽制造電力的設(shè)備是這一系統(tǒng)最為核心的部分，但是如果和存儲(chǔ)技術(shù)結(jié)合起來，就可以相當(dāng)于一家沒有存儲(chǔ)量的公司運(yùn)行時(shí)間的兩倍。同時(shí)，陽能服務(wù)必須保證兩種形式的電力供應(yīng)，以能源形式的和以發(fā)電能力形式的。雖然兩者之間的差異對于大多數(shù)消費(fèi)者來說沒有感覺，因?yàn)橄M(fèi)者只以千瓦小時(shí)的單位來付費(fèi)。

風(fēng)和太陽能夠提供大量能源卻不能提供發(fā)電能力。如今將其能源轉(zhuǎn)化成發(fā)電能力有了昂貴的天然氣發(fā)電機(jī)作為載體，這一發(fā)電機(jī)可能在一年的大多數(shù)時(shí)候都是閑置的，但是在風(fēng)力不足或者太陽不閃耀之時(shí)就工作起來。儲(chǔ)備太陽能能夠?yàn)槊壳咝r(shí)的能源削減4美分的成本，Denholm先生這樣估算，這對于一件零售價(jià)格為11美分的商品來說是非常了不起的受益，節(jié)省下來的的資金很大部分不會(huì)用于修建天然氣發(fā)電機(jī)。

出于競爭關(guān)系，Brightsource和SolarReserve都不會(huì)討論借貸資金的成本問題。但是SolarReserve的Smith說存儲(chǔ)技術(shù)只占到成本的5%。對于Brightsoure，南加州的愛迪森公司愿意出資為其再修建一座工廠在太陽沒有閃耀之時(shí)發(fā)電。

任何一個(gè)項(xiàng)目的成功都和很多細(xì)節(jié)密切相關(guān)，但是其它的很多專家認(rèn)為對于有存儲(chǔ)發(fā)電能力的工廠來說，市場的大門是開放的。一項(xiàng)由Navigant咨詢公司，Sandia國家實(shí)驗(yàn)室和北太平洋實(shí)驗(yàn)室完成的調(diào)查報(bào)告發(fā)現(xiàn)，要更多地利用新能源的話，必須有更多后備的選擇。這項(xiàng)研究的主題就是光太陽能源增加對于國家能源儲(chǔ)備一攬子方案的潛在影響。國家能源儲(chǔ)備需要新一代的技術(shù)，使其產(chǎn)量可以根據(jù)太陽能自身的變化作出隨機(jī)調(diào)整，這項(xiàng)報(bào)告還表示，目前的太陽能熱儲(chǔ)備系統(tǒng)就是為滿足這些需求而存在。