未来储能百家争鸣 锂电池独占鳌头？

到2024年，储能装置的市场或超440亿美元，而电池有望在其中占据大头。“你不能只把电池当作唯一的解决方案”抱歉，马斯克，仅靠电池是不够的。

特斯拉(Tesla)的创始人埃隆·马斯克(ElonMusk)誓言要改变世界，他在内华达州的沙漠里建造了一座庞大的电池工厂，作为其梦想的起步，而与此同时，从多伦多到东京的投资人们则在悄然研发或许能让埃隆得偿所愿的下一代科技。

据彭博新能源财经(BloombergNewEnergyFinance)的数据，到2024年，储能装置的市场可能会超过440亿美元，而电池有望在其中占据大头，特别是用在手机和电动汽车内的锂电池。可问题是，电池无法应对所有需求。

开采锂矿会损害环境，这一点已被视为破坏智利北部火烈鸟栖息地的罪魁祸首。除此之外，电池的电量也会随着时间而流失。它们能平衡每一分钟的供电变化，但无法在夏天吸收太阳能，到冬天再释放出去。

“未来要维持电力的供给，我们需要形形色色的解决方案，”彭博新能源财经的创始人迈克尔·利布赖克(MichaelLiebreich)表示。“如果你嫌冬天的太阳不够闪耀，你真的会去买一块电池，每年夏天充一次电，然后每年冬天使用一次吗？恐怕不会吧。你不能只把电池当作唯一的解决方案。”

要实现风能和太阳能产业的扩张以及减少污染，储能装置至关重要，因为它能将此刻生成的电力储蓄起来，留待日后使用。正如冰箱在20世纪改变了人类处理食物的方式，储能装置也会为电网以及屋顶太阳能的消费者们提供更多弹性，人们可以选择何时使用这些电力，从而减少世界所需的大型电厂的数量。

以下是锂电池以外的一些处于研发阶段的主要蓄能项目：

水电

早在电池以前，人们就已通过水电站储蓄电力了，即将水抽至山上的水库里，然后在需要电力时，释放水源，以驱动涡轮发电。这种储能方式足够持久，可以让夏天产生的太阳能电力留待冬天使用。水力发电是可再生能源中最古老的一项技术，根据美国能源部的数据，水电在所有储能方式中所占比例大大超过了90%。

据潮汐澙湖电力公司(TidalLagoonPowerLtd.)介绍，除传统水电站外，潮汐澙湖也能通过短期蓄水的方式，发挥类似储能效果。眼下，该公司正计划在英国海岸打造六座澙湖。

铁路发电

火车可兼做储能装置。2016年4月，内华达土地管理局批准了先进铁路储能（AdvancedRailEnergyStorage，简称ARES）的一个耗资5500万美元的铁路机车储能项目。

ARES将建造一条大约10公里长的上坡铁路走廊，搭配使用重负荷的列车。电价低廉时，把列车送至山上。等需要电力时，再让列车下山，透过列车上方的线缆将电力供给电网。

据首席执行官吉姆·凯利(JimKelly)预估，该系统的成本只有等效抽水储能设施的60%。项目工期为9个月，预计将于2017年第二季度开工。完工后可运行40年之久。空气存储

压缩空气存储装置可将气体封存在地下，然后在任何需要的时间将气体释放，以驱动涡轮发电。

多伦多的一个项目将空气存储在水下的气罐里。电力需求增加时，这些空气可通过管道返回地面，同时转化为电能。

压缩空气存储需要有一种特定的岩层类型。世界各地已有若干个相关项目，其中一个在德国的洪托夫，另一个在亚拉巴马州的麦金托什。几个大型项目则被搁置了起来，包括得梅因市附近的艾奥瓦储能厂(IowaStoredEnergyPlant)，以及德雷瑟-兰德集团(Dresser-RandGroup)位于德克萨斯州安德森县的317兆瓦的阿佩克斯贝塞尔能源中心(ApexBethelEnergyCenter)。

电产气

包括汽车厂商奥迪(Audi)在内的企业正在研发一种电产气技术，该技术通过电解术将多余的电力转化为氢气。产出的氢气则能直接输入燃气网络，或“升级”为甲烷，用作天然气的替代品。

世界最大的电力设备制造商西门子(Siemens)正在尝试将氢气转化为清洁的氨水，此举有望打造出零排放的肥料，供世界各地的农民使用。

支持者称，该方法既能提供长期也能提供短期备用能源，因为氢气可无限期封存。这也就意味着，可将夏天制造的电力留待冬天使用。但经济上是否可行，尚不明确。

飞轮

飞轮与传统电池毫无相似之处。试想一个转动的圆柱体，不仅能存储动能，还能通过某种方式将动能转化为电力。一开始要用电让飞轮转起来，而当电力供给不足时，飞轮可带动一只马达产生电力。它们可在短期内释放全部电能，也可长期存储使用。

总部位于东京的铁路技术研究所(RailwayTechnicalResearchInstitute)正在研发一种使用超导磁悬浮轴承的飞轮，以降低旋转时的摩擦力。该技术也使用了一种以碳纤维加固的塑料材料，使得飞轮更加坚固，转速更快。此种轴承可让飞轮悬浮起来，与四周不接触，藉此降低摩擦耗能。

眼下，铁路技术研究所正与古河电气工业株式会社(FurukawaElectricCo.)及米拉普罗公司(MiraproCo.)一同研发飞轮技术。它们已在日本山梨县的一座1兆瓦太阳能园区内建起了一个飞轮系统。加拿大电力公司TemporalPowerLtd.和美国灯塔电力公司(BeaconPowerCorp.)也在朝这个方向努力。