導(dǎo)讀：日前極客網(wǎng)分享了美國(guó)對(duì)于下一代儲(chǔ)能技術(shù)的設(shè)想（美能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人：美國(guó)需要繞過(guò)鋰電開(kāi)發(fā)下一代儲(chǔ)能技術(shù)），今天我們繼續(xù)來(lái)了解他們將如何做。

極客網(wǎng)·新能源9月24日 美國(guó)能源部下屬的三個(gè)主要國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的部門(mén)主管日前接受行業(yè)媒體的采訪，對(duì)美國(guó)如何構(gòu)建電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值鏈以及開(kāi)發(fā)下一代儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。 

勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Berkeley Lab)、勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）和SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的三名主管指出，美國(guó)在全球范圍內(nèi)面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，而在鋰離子電池的原材料到成品的各方面都嚴(yán)重依賴進(jìn)口，但美國(guó)有能力超越當(dāng)前的鋰離子電池技術(shù)，開(kāi)發(fā)更新的創(chuàng)新電化學(xué)技術(shù)以及下一代儲(chǔ)能技術(shù)。

美國(guó)能源部三個(gè)主要國(guó)家實(shí)驗(yàn)室致力為電池創(chuàng)新者和制造商提供專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)的支持，為電池價(jià)值鏈中的廠商和用戶提供專(zhuān)業(yè)知識(shí)、資源和技術(shù)方面的援助。同時(shí)這些實(shí)驗(yàn)室還研究用于電動(dòng)汽車(chē)等行業(yè)應(yīng)用的電池。此次受訪者分別是SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用能源部門(mén)總監(jiān)Steve Eglash，伯克利實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)能中心執(zhí)行董事Noel Bakhtian，以及勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）科技副主任Tony Van Buuren。

問(wèn)：電池材料分析機(jī)構(gòu)Benchmark Mineral Intelligence公司指出，電池需求增長(zhǎng)與供應(yīng)之間嚴(yán)重脫節(jié)，尤其是在原材料供應(yīng)方面。請(qǐng)問(wèn)你對(duì)當(dāng)今用于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的鋰離子電池供應(yīng)鏈有何看法？ 

Steve Eglash：電池制造業(yè)的蓬勃發(fā)展和電池需求的急劇增長(zhǎng)并不是由儲(chǔ)能行業(yè)驅(qū)動(dòng)的，而是由電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)驅(qū)動(dòng)的。但在不久的將來(lái)，將會(huì)受到儲(chǔ)能行業(yè)的驅(qū)動(dòng)。 

毫無(wú)疑問(wèn)，如今的電池供需失衡。為什么汽車(chē)制造商在很多情況下都無(wú)法獲得他們想要的電池?cái)?shù)量？我認(rèn)為制造能力比原材料更重要。而對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，我認(rèn)為主要問(wèn)題是價(jià)格和性能。 

總的來(lái)說(shuō)，為電動(dòng)汽車(chē)制造的鋰離子電池在能量密度、價(jià)格以及提供更多能量等方面并不理想。雖然當(dāng)前的電池性能對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)綽綽有余，但它們?nèi)匀徊皇沁m用于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)品。 

限制儲(chǔ)能部署快速增長(zhǎng)的不是供應(yīng)鏈，而是沒(méi)有更合適的電池產(chǎn)品。我認(rèn)為這種情況在未來(lái)幾年內(nèi)仍會(huì)存在。有些電池可以最大限度地提高功率密度，從而減輕重量適配電動(dòng)汽車(chē)輕量化需求，但對(duì)于固定儲(chǔ)能應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不重要。 

與電動(dòng)汽車(chē)所需續(xù)航時(shí)間的較短的電池相比，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池持續(xù)放電時(shí)間將超過(guò)12小時(shí)或24小時(shí)，甚至96小時(shí)。因此，電池供應(yīng)鏈的問(wèn)題對(duì)于儲(chǔ)能行業(yè)和交通運(yùn)輸應(yīng)用的影響不同。 

NoelBakhtian：我們看到電池在運(yùn)營(yíng)和供應(yīng)方面面臨困難，而且速度正在放緩。我認(rèn)為這是制造業(yè)的問(wèn)題，因?yàn)槊绹?guó)生產(chǎn)的電池很少，而全球的電池主要來(lái)自歐洲和中國(guó)。 

令人興奮的是，全球用戶對(duì)電池的需求飆升，而電池儲(chǔ)能行業(yè)顯然是其中的一個(gè)重要部分。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年電池行業(yè)需要投資2600億美元。 

伯克利實(shí)驗(yàn)室目前具有研究氫氣儲(chǔ)能的團(tuán)隊(duì)，也有研究液流電池的團(tuán)隊(duì)，并研究熱儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等其他類(lèi)型儲(chǔ)能技術(shù)。 

伯克利實(shí)驗(yàn)室的儲(chǔ)能中心如今正在研究?jī)蓚€(gè)主題，其中一個(gè)是電池供應(yīng)鏈。我們正在與美國(guó)能源部和供應(yīng)鏈領(lǐng)域的其他實(shí)驗(yàn)室密切合作。 

問(wèn)：儲(chǔ)能技術(shù)上需要采用適合的電池，是不是已經(jīng)有這樣的產(chǎn)品，但沒(méi)有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，或者沒(méi)有大規(guī)模建造？ 

Noel Bakhtian：如果說(shuō)的是持續(xù)放電時(shí)間兩到四個(gè)小時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，鋰離子電池當(dāng)然是理想的選擇。但是，在過(guò)去幾年美國(guó)能源部和行業(yè)廠商大力推動(dòng)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的情況下，其他一些儲(chǔ)能技術(shù)在降低成本方面更具意義。 

Steve Eglash：我們專(zhuān)注于電化學(xué)儲(chǔ)能的研究，或者研究類(lèi)似電池的技術(shù)（例如液流電池和燃料電池），我們的研究將在多個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行。 

伯克利實(shí)驗(yàn)室和SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室有大量研究人員在開(kāi)發(fā)和研究新的化學(xué)物質(zhì)，而關(guān)鍵礦物和材料是研究的重要組成部分。 

電池需要采用地球上豐富的材料，并且能夠以環(huán)保方式獲得，可以在美國(guó)本土或友好國(guó)家獲得，最終不會(huì)過(guò)度依賴進(jìn)口電池產(chǎn)品或原材料。此外，對(duì)電池還需要完整的生命周期的分析，其中包括具體的能源回收和再利用，以及水資源的利用。 

問(wèn)：作為美國(guó)能源部下屬的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，你們的研究工作將與美國(guó)政府的目標(biāo)和美國(guó)能源部的優(yōu)先事項(xiàng)保持一致?！督档屯浄ò浮纷罱@得通過(guò)，這將激勵(lì)美國(guó)國(guó)內(nèi)制造業(yè)，而在此之前不久也通過(guò)了《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》。這可能會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響？ 

Steve Eglash：《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》正在為美國(guó)建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施提供大量資金，我們作為美國(guó)能源部的技術(shù)機(jī)構(gòu)獲得了一些研發(fā)資金。 

在大多數(shù)情況下，《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》提供的數(shù)十億美元將提供給參與部署和擴(kuò)大規(guī)模的能源開(kāi)發(fā)商、公用事業(yè)公司和其他組織。而國(guó)家實(shí)驗(yàn)室可以發(fā)揮重要的貢獻(xiàn)和作用，這些資金可以幫助構(gòu)建真正可擴(kuò)展的解決方案。 

Noel Bakhtian：用于電池的研究的資金將有70億美元，例如伯克利實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得了30億美元。

問(wèn)：歐盟投入大量資金構(gòu)建電池價(jià)值鏈，歐洲電池聯(lián)盟是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要工具。這有什么借鑒之處嗎？ 

Noel Bakhtian：歐盟實(shí)際上投入了更多的資金，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)美國(guó)投入的70億美元，而且他們已經(jīng)為此努力了多年。我們實(shí)際上是在努力追趕，并從中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。 

歐盟委員會(huì)副主席馬羅斯·塞夫科維奇最近與華盛頓特區(qū)的官員會(huì)面，他們就開(kāi)展合作達(dá)成了協(xié)議。我們?cè)诓死麑?shí)驗(yàn)室與歐洲電池聯(lián)盟高層進(jìn)行了交流，并與加州能源委員會(huì)就如何更好地合作開(kāi)展了一次圓桌會(huì)議。 

而令人感興趣的是，我們?cè)谝婚_(kāi)始就關(guān)注到了電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)對(duì)電池的需求。其部分原因是，隨著電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越受歡迎，世界各國(guó)正在禁止或限制燃油汽車(chē)的銷(xiāo)售和生產(chǎn)。

在儲(chǔ)能技術(shù)的研究方面，伯克利實(shí)驗(yàn)室在電網(wǎng)建模和分析方面擁有很強(qiáng)的能力，我們必須弄清楚真正的需求是什么。雖然在儲(chǔ)能材料和技術(shù)方面進(jìn)行創(chuàng)新，但電網(wǎng)技術(shù)也需要?jiǎng)?chuàng)新，并且需要了解正確的組合將是什么。 

問(wèn)：國(guó)家實(shí)驗(yàn)室可以為儲(chǔ)能技術(shù)做出什么貢獻(xiàn)？ 

Steve Eglash：儲(chǔ)能技術(shù)是我們?nèi)齻€(gè)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)主要研究領(lǐng)域，也是美國(guó)能源部的優(yōu)先事項(xiàng)。 

毫無(wú)疑問(wèn)，更多地部署和使用儲(chǔ)能系統(tǒng)可以使用電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)更可靠、更有彈性，能夠更好地整合越來(lái)越多的可再生能源，而這些可再生能源的發(fā)電通常是不可調(diào)度的。 

儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅支持更多的可再生能源，也將支持能源轉(zhuǎn)型。毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)需要部署更多的電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。 

我們的一個(gè)研究小組最近研究了如何更好應(yīng)用儲(chǔ)能系統(tǒng)，即需要部署多少儲(chǔ)能系統(tǒng)才能在電網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)一定水平的可靠性和彈性。他們得出的結(jié)論是，目前還沒(méi)有理想的模型來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 

對(duì)于電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更高可靠性和彈性，需要采用多少儲(chǔ)能系統(tǒng)，其估計(jì)值范圍很大，例如可能需要目前的10倍或更多，因此仍然有很多問(wèn)題需要解決。

問(wèn)：在未來(lái)幾年，是否有一些研究試圖解決電網(wǎng)需要部署多少儲(chǔ)能系統(tǒng)這一問(wèn)題？ 

NoelBakhtian：我們將會(huì)看到更多的研究，但也要考慮一些問(wèn)題是：需要了解部署什么樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)？不僅知道需要部署多少儲(chǔ)能系統(tǒng)，還要知道部署什么樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)？持續(xù)時(shí)間多長(zhǎng)？具有什么樣的特性？ 

Tony VanBuuren：你所說(shuō)的電網(wǎng)采用儲(chǔ)能系統(tǒng)涉及到國(guó)家安全。因此，北美電網(wǎng)可靠性模型NARM是實(shí)驗(yàn)室研究的一部分。 

這個(gè)模型中需要解決很多問(wèn)題。例如，如果發(fā)生了中斷事件，電網(wǎng)有多可靠？需要是什么樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)？應(yīng)對(duì)氣候事件的能力如何？需要在哪里部署儲(chǔ)能系統(tǒng)？如何開(kāi)始融入氣候適應(yīng)能力？ 

而儲(chǔ)能系統(tǒng)可以將這一切聯(lián)系在一起。例如國(guó)家安全、氣候適應(yīng)力、儲(chǔ)存能源等；并且正在整合新技術(shù)，無(wú)論是熱能還是氫能；而且還跨越各種領(lǐng)域。這些就是我們致力研究?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的原因。

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