美國：把太陽能儲存起來

本刊記者/吳凡 綜合報道

美國：把太陽能儲存起來

本刊記者/吳凡 綜合報道

一直以來，風能主宰著龐大的可替代能源市場，可在太陽能能源生產方面的最新發展或許可以讓太陽能成為更可行的選擇。如果太陽能可以儲存，問題就解決了，但解決方法實施起來很困難。直到最近，該領域發現了一種突破性儲存材料，使的太陽能的儲存成為現實，而這種突破性儲存材料正是生活中最常見的“鹽”。如今兩家以儲備太陽能技術見長的企業獲得了政府貸款擔保，太陽能的時代即將到來了嗎？

如果太陽能日后要成為主要能源，并在美國電力供應中獲得客觀份額的話，太陽能產業必須要克服一個主要的障礙，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備太陽能。這樣一個挑戰為另一種形式的能源產業提供了發展的可能，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，生產電力。被加溫的水可以被用來加熱日后要儲存太陽能的鹽，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的高峰需求后，就有了足夠的電力供應。

巨額投資是否值得？

近日，兩家加州的公司已經開始計劃運用這一儲備太陽能的技術。其中一家公司SolarReserve，正在內華達州的沙漠地帶修建工廠，預計在明年投入使用。另一家公司BrightSouece，計劃在加州建造三個工廠，將在2016年和2017年開始運營。這4家工廠總計可以在夏季的晚上為數十萬家庭提供電力供應。

這一技術最后能不能得到大規模推廣還需要進一步觀察，但是谷歌，Chevron和Good Energies等公司都在投資這一領域，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重要功能就是彌補太陽能板的功能不足。太陽能板是直接從太陽光中來生產電力。當太陽能板在黃昏或者陰天不能工作的時候，新型能源工廠就可以利用其儲備的熱能了。

目前光電池板的價格大幅下降，如果其價格進一步下降，使得更多家庭都能夠安裝這一設備，新型能源工廠的作用或許會更加突出。隨著電網越來越多的以太陽能板和風力渦輪機為動力基礎，電網必須需要更加能夠平衡該系統的能源來源補充，同時可再生能源將是首選。

用“鹽”儲存太陽能

SolarReserve的CEO，Smith說“很多能源服務商都希望能夠生產足夠多的千瓦每小時的可再生能源，這樣就能夠滿足政府對更多利用替代能源的嚴格要求了。我們在發展的過程中，需要外界更多關注我們能提供更多電力的事實。”他主要指的是公司的存儲技術。

美國能源部對這一發展趨勢頗為認同：在9月能源部對SolarReserve公司在內華達州的項目給予了價值7.37億美金的貸款擔保。這家工廠將最高生產110MW的電力，儲備足夠的熱能確保在太陽沒有閃耀之時運行8-10小時的能源。

公眾對于政府對太陽能項目給予貸款擔保的態度在Solyndra公司倒閉之后急轉直下，Solyndra也是加州的一家公司，接受了政府價值5.35億美金的貸款擔保來建造制造太陽能板的工廠，但是結果卻是暗淡的市場。但是對于生產電力的公司來說，前景總是明朗一些，因為和太陽能設備不一樣，它們提前就有合同預售了。

SolarReserve和Brightsource的技術細節差別不大，都將利用上萬個電腦運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，這一過程中產生的蒸汽會啟動常規個、渦輪機和發電機運行。熱鹽也可以被用來儲備數小時的熱能。BrightSource加熱水后可以立即被用作蒸汽或者加熱儲備熱用的鹽。這些工廠依賴鹽是因為能夠比水儲備更多的熱能。但是一旦溶解，就必須保持這一狀態否則就會不可逆轉的冰凍成固態。

這一技術并不復雜，復雜的在于這一技術的經濟學意義。太陽能熱氣的最簡單最便宜的方式就是立即將熱轉化成電。但是公司就和收獲莊稼的農場主一樣，希望能夠儲備起來，等價格上漲的時候再出售，而不是馬上投入市場。他們計算的是收入，關心的不是產量多少，而是可以產生最大收益的出售時機。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品的出售時機都會產生重大影響。

將太陽能接入電網

目前，電力價格在黃昏和夏季的晚上是最昂貴的，光電能板對于降低價格可能起到非常大的作用，Paul是美國可再生能源實驗室的太陽能專家，他這樣介紹說，電力的價格在一天的下午會達到峰值，主要是在太陽落山前后，這是因為太陽能的產量會很小甚至沒有。Woolard說新工廠的主要目的就是要在最需要的時候生產電力，我們也在根據用戶在不同時期最重要的需求最優化方案，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管者的批準。

增加存儲量可以幫助很多空調在太陽能板沒有產生能源的時候維持工作的狀態，同時也還有其它的經濟收益。利用蒸汽制造電力的設備是這一系統最為核心的部分，但是如果和存儲技術結合起來，就可以相當于一家沒有存儲量的公司運行時間的兩倍。同時，陽能服務必須保證兩種形式的電力供應，以能源形式的和以發電能力形式的。雖然兩者之間的差異對于大多數消費者來說沒有感覺，因為消費者只以千瓦小時的單位來付費。

風和太陽能夠提供大量能源卻不能提供發電能力。如今將其能源轉化成發電能力有了昂貴的天然氣發電機作為載體，這一發電機可能在一年的大多數時候都是閑置的，但是在風力不足或者太陽不閃耀之時就工作起來。儲備太陽能能夠為每千瓦小時的能源削減4美分的成本，Denholm先生這樣估算，這對于一件零售價格為11美分的商品來說是非常了不起的受益，節省下來的的資金很大部分不會用于修建天然氣發電機。

出于競爭關系，Brightsource和SolarReserve都不會討論借貸資金的成本問題。但是SolarReserve的Smith說存儲技術只占到成本的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發電。

任何一個項目的成功都和很多細節密切相關，但是其它的很多專家認為對于有存儲發電能力的工廠來說，市場的大門是開放的。一項由Navigant咨詢公司，Sandia國家實驗室和北太平洋實驗室完成的調查報告發現，要更多地利用新能源的話，必須有更多后備的選擇。這項研究的主題就是光太陽能源增加對于國家能源儲備一攬子方案的潛在影響。國家能源儲備需要新一代的技術，使其產量可以根據太陽能自身的變化作出隨機調整，這項報告還表示，目前的太陽能熱儲備系統就是為滿足這些需求而存在。