5 种最有前途的长期存储技术

低碳电网需要更长时间的存储，但很少有技术能够大规模成功。这是当前的最佳选择名单。

对于人类文明的未来来说，如此重要的事业很少能取得如此小的商业成功。

在风能和太阳能在新增发电厂中占据主导地位并逐渐超过其他电力来源的世界中，长期储能具有巨大潜力。风能和太阳能只在特定时间产生，因此它们需要补充技术来帮助填补空白。如今，提供 99% 新增存储容量的锂离子电池如果试图长时间使用，就会变得非常昂贵。

问题是，还没有出现明显的赢家来扮演这一长期角色。在Greentech Media，我们花了数年的时间来报道这些竞争者，其中包括从堂吉诃德式的物理定律蔑视者到低调、有科学头脑的奋斗者。这个名单的构成随着破产和新投资的节奏而波动。

从技术上讲，有很多选择都是“可行的”。问题是，它们是否具有可接受的价格点和开发周期，提供它们的企业能否维持足够长的时间来实际证明这一点?对于公司来说，最后一步很难实现，因为在前几年几乎没有地方可以真正销售这些东西。

由于两个相互关联的趋势，这种情况终于开始改变。首先，在美国和其他发达国家，风能和太阳能正在非常有效地竞争新增产能。这些资源的扩散推动了风能和太阳能发电场高度集中的地方的长期存储。一个特别有吸引力的早期市场是偏远或岛屿电网，其中可再生能源加存储已经在价格上超越了进口柴油。

其次，在这一成功的刺激下，许多公用事业公司、州和国家正在提高清洁能源的目标。一旦某个司法管辖区正式承诺提供 100% 无碳电力，它就必须开始认真考虑如何取代目前为可再生能源的起起落落提供灵活对应的天然气发电厂。这些政策通常优先考虑清洁能源，但它们也可以被视为长期存储资产类别的市场创造工具。

鉴于这些进展，我们将幸存的长期竞争者聚集在一个方便的地方，没有特定的顺序。选择标准包括：合理的技术;最近的投资;市场牵引力(按照慷慨的长期曲线分级);对于公司来说，也不会破产。将此页面添加为书签，十年后再回来看看我们做得如何。

1.抽水蓄能

中世纪的现代设计再次流行，那么为什么中世纪的存储技术不呢?这种基于重力的概念以物理方式将水从低水库移动到高水库，在需要时水从水库下降以发电。据美国能源部称，这一技术可以追溯到锂离子电池全盛时期之前，并且仍然提供美国电网存储量的 95%左右。

一旦建成，这些系统的存储成本非常低，而且与世界上最大的电池相比，它们确实拥有大量的能量。问题在于，由于大型水基基础设施的许可影响以及最近执行大规模建设项目的困难，建造新的抽水蓄能电站极其困难。

新的抽水蓄能流派重点关注不会破坏河流生态系统的孤立水库;这简化了审批流程，但项目仍面临长达十年的开发时间表和数十亿美元的价格标签。

尽管如此，一些此类项目正在缓慢推进。 蒙大拿州400 兆瓦的 Gordon Butte项目已获得许可和财政支持;位于加利福尼亚州的 1,300 兆瓦 Eagle Mountain 拥有联邦建造许可证，并得到 NextEra Energy 的支持。公用事业公司 Dominion Energy 正在弗吉尼亚州西南部开发一个 800 兆瓦、持续时间 10 小时的系统。

可再生能源的兴起迫使人们重新审视这一旧技术。现在轮到抽水蓄能行业来实现这一目标了。

2. 堆叠块

如果您不使用电池或抽水，而是通过自动化六臂机器人起重机来存储剩余电力，将数千个专用的 35 吨重的巨石堆放在巴别塔式的塔中，然后在您使用时再次将它们放下来，会怎么样?需要释放电源吗?

这是初创公司 Energy Vault 提出的一个颇具争议性的问题，该公司是连续软件企业家比尔·格罗斯 (Bill Gross) 的 Idealab 孵化器的衍生公司。

如果光滑的幻灯片决定了技术军备竞赛，那么这家公司将统治该行业。这个想法源于对抽水蓄能重力存储的迭代，但对其进行了调整以适应更大的地理多样性并避免上述限制。格罗斯投入了其他行业已经成熟的技术进步——机器视觉、混凝土制造、起重机——并提出了一种完全原创的网格存储混合物。

这一愿景为固定存储技术初创公司带来了有史以来最大的投资：去年夏天软银投资了 1.1 亿美元。塔塔电力 (Tata Power)签署了将于 2019 年提前安装 35 兆瓦时的装置，这表明了认真客户的兴趣。

如果该系统现在已经启动并运行，Energy Vault 并没有这么说。对于该领域的所有新技术来说，确定其在商业实践中发挥作用至关重要。在这个行业中，稍微偏离标准操作实践就会让客户和金融家感到不安，Energy Vault 需要做很多建立信任的工作。

3.液态空气

Highview Power 不再认为自己是一家初创公司。经过 15 年的技术完善，这家英国公司已从试点转向开发大型工厂。

该公司的机制冷却空气并将其储存在加压的地上储罐中。压缩设备和发电机来自成熟行业的成熟供应链。这里的技术创新是将它们用于网格存储。

Highview 的领导者意识到他们需要为早期项目自筹资金，以向市场展示他们的工作成果。为此，他们于 2 月份从住友重工 (Sumitomo Heavy Industries)筹集了 4600 万美元。

4、地下压缩空气

几十年来，人类一直在地下洞穴中储存电力：德国亨托夫的一座工厂可追溯至 1978 年，阿拉巴马州的麦金托什工厂于 1991 年开业。 但这些开创性项目未能掀起一股潮流。几家初创公司尝试改进该技术，但均以失败告终。

基本概念是利用多余的电力将压缩空气泵入合适的地下构造，其作用就像一个巨大的储罐。释放压缩空气使工厂能够在需要时重新发电。

但并不是每个人都在自己的后院拥有结构理想的盐丘。加拿大公司 Hydrostor 采用了不同的方法：将压缩空气泵入专门建造的洞穴或现有的洞穴(例如废弃矿井)，并用水维持压力。 水使物体保持恒定压力，并允许使用比传统技术中通常使用的更小的腔体。 目标是将压缩空气存储从地质限制中解放出来，同时借助从其他行业借来的设备最大限度地降低技术风险。

Hydrostor 在加拿大拥有一个正在运行的商业系统，并且正在完成澳大利亚的一个示范站点。去年秋天，该公司 又筹集了 3700 万美元，用于开发一系列雄心勃勃的工厂。

5.液流电池

自从人们想到长期存储以来，液流电池就被认为是有前途的，但这并没有给它们在市场上带来很多优势。

这家典型的液流电池公司要么资不抵债，要么仍在渴望首次大规模商业部署。但许多液流电池科学家都非常信赖这项技术，该技术使液体电解质循环，通过氧化还原反应来充电或放电电子。

ESS 公司仍在致力于建设其第一个公用事业规模项目，但凭借其铁流化学的优势，该公司于 11 月又筹集了 3000 万美元。它以其活性成分使用廉价且丰富的材料而自豪。这与近年来在大宗商品市场上狂飙的钒流追随者形成了鲜明对比。

从部署的系统数量来看，Avalon Batteries 可以说是最成功的钒流制造商，它找到了解决材料成本挑战的方法。它制定了一项从矿业公司租赁钒的安排 ，这些公司希望为其产品找到新的市场。通过在工厂大规模生产交钥匙系统，Avalon 已经发货了 160 块液流电池，摆脱了手工建造飞行员的死胡同。这些系统本身的使用寿命并不长，但它们在高通量应用中的循环寿命与锂离子电池竞争。

鉴于这一表现，Avalon很快将收购英国流量公司 RedT，该公司进行了商业创新，但遭受了长期股价下跌和迫在眉睫的资本要求的困扰。

该交易带来了新的投资，并表明液流电池并购活动可以在破产引发的甩卖之外进行，标志着该行业异常积极的发展。