重力、壓力……這些基礎卻強大的力量能否使我們免于成為以電池為動力的文明?
德語單詞Dunkelflaute的意思是 "黑暗的低氣壓"。這個單詞讓可再生能源工程師們感到難過,因為它用來指代太陽能電板和風機在無光、無風時的平靜。明亮無云的日子里,太陽能電站可以產生大量的電力;強風吹拂時,風力渦輪機會讓小區(qū)嗖嗖地運轉起來。但在晚上,太陽能電池的作用很小,而無風的時候,渦輪機也毫無作用。可再生能源的更新,僅限于有利的天氣或地球繼續(xù)轉。
“黑暗期”使電網很難完全依賴可再生能源。電力公司不僅需要為個別風暴或無風的夜晚做計劃,還需要考慮持續(xù)數(shù)天或更長時間的“黑暗期”。去年,歐洲經歷了長達數(shù)周的“風荒”,2006年,夏威夷經歷了連續(xù)六周的雨天。小范圍來說,工廠、數(shù)據(jù)中心和偏遠社區(qū)想要實現(xiàn)完全由可再生能源供電,還有空白需要填補。德國正在逐步取消核電站,并努力擁抱可再生能源,但是,由于其可再生能源供應的“間歇性”問題,德國仍然依賴化石燃料,包括進口俄羅斯天然氣。
明顯的解決方案是電池,其中使用最廣泛的是鋰離子電池,以發(fā)揮作用的化學過程命名。從移動電話到電動汽車,都有這種電池的身影;它們的制造成本相對較低,而且越來越便宜。但是,一般鋰電池以最大輸出功率運行三到四個小時后就會耗盡電量,而且,正如每個iPhone用戶都知道的,手機每充電一次,電池的容量就減少一點。想要裝備足夠多的電池以滿足更長時間的放電是很昂貴的。而且,電池可能會起火,過去幾年里,韓國已經曝出幾十起電池起火事件。
Venkat Srinivasan是美國伊利諾伊州阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)阿貢儲能科學合作中心(Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science)的科學家和負責人,他告訴我,鋰離子電池的最大問題之一是供應鏈。這種電池依賴于鋰和鈷。2020年,世界上約有70%的鈷來自剛果民主共和國。Srinivasan說:“除非供應鏈能夠多樣化,否則就會有麻煩。”供應鏈的一點風吹草動都會強烈影響價格和供應。此外,開采這些金屬需要大量的水資源和能源,會對環(huán)境造成破壞,而且一些鈷礦開采涉及雇傭童工的問題。專家們懷疑,如果沒有重大技術進步,鋰電池的價格是否能在目前基礎上下降30%或更多,而且能源部認為即使是30%,降幅仍然太小。我們需要擴大儲能規(guī)模;根據(jù)一項估計,如果我們想大幅轉向可再生能源并避免氣候災難,到2040年我們需要至少100倍現(xiàn)在儲能的規(guī)模。也許我們能夠找到環(huán)保又可靠的方法來開采、銷售和回收鋰電池的組分,但這似乎不太可能。雖然我們通常以來源去思考可再生能源,如風機和太陽能板,但這僅僅是故事的一半。理想情況下,我們會將可再生能源與可再生的存儲方式結合起來。
我們已經有一種可再生的儲能方式:水庫承載了世界上超過90%的能量儲存,這種出色但默默無聞的技術叫做抽水蓄能。抽水蓄能可以為電力供應削峰填谷。電機將水從河流或水庫抽到更高的水庫;當水被釋放到低處,帶動渦輪機旋轉,就會再次產生電力。抽水蓄能裝置就像一個巨大的永久性電池,當水被抽到高處時充電,當水流到低處時放電。這些設施往往是十分宏大的:弗吉尼亞州的巴斯縣抽水蓄能站由兩個廣闊的湖泊組成,建在植被富郁的山坡上,海拔相距約四分之一英里(約合400米);在電力需求高峰,每分鐘有1300萬加侖(約合5萬立方米)的水流經該系統(tǒng),為數(shù)十萬家庭提供電力。一些國家正在擴大抽水蓄能的使用,但在美國,抽水蓄能設施的建設在幾十年前就達到了頂峰。這種儲能方式所需的地理條件很難找到,許可證也很難獲得,而且建設速度很慢,成本很高。人們正在尋找新的儲能方法。
Quidnet是一家位于休斯敦的初創(chuàng)公司,是眾多探索更多儲能可能性的公司之一。上個月,我坐在一輛福特F-150 King Ranch皮卡上,與該公司的運營副總裁Scott Wright和首席運營官Jason Craig一起驅車前往他們位于圣安東尼奧西部農場的一個試驗場。廣袤的田野和廣告牌從車窗掠過,Craig在后座上說,Quidnet已經獲得了一種新型抽水蓄能的專利。該公司的系統(tǒng)不是把水抽上山,而是將水通過管道送到至少一千英尺(約300米)深的地下。之后,水會在地球的壓力下被擠壓回地面,以此驅動發(fā)電機。Wright和Craig是石油和天然氣行業(yè)的資深人士,Quidnet的技術就像是綠色版本的壓裂技術。油氣開采壓裂技術是指,液體被注入地下,在那里形成壓力,使巖石斷裂,釋放出天然氣。Quidnet使用一些相同的設備和技術,但目標不同:這里的水是為了去到巖層之間,形成地下水庫,并按需釋放。
開車的時候,我問起2021年2月德克薩斯州停電的事,當時一場冬季風暴使天然氣工廠關閉了幾天,導致數(shù)百萬人無電可用,還有兩百多人因此喪生。那次危機的起因眾多,其中就包括德州是唯一一個沒有與其他州電網相連的州。“我們從鄰居家的游泳池里盛出一桶桶水來沖廁所,”Wright說。“我們確實需要更好的方法來儲存電力,這種時候就可以減輕電網的負擔。”
工程師們把Quidnet這樣的公司開發(fā)的人工地下水庫稱為“鏡片”,主要是因為它們的形狀。(Craig說他叫它 “放屁坐墊” ,但是大家不喜歡這個叫法。)最初,外界質疑Quidnet的地下水庫能否形成合適的大小和形狀。但這次我去拜訪時,它已經成功地在德克薩斯州、俄亥俄州和加拿大亞伯達省完成了多個抽水周期。該公司已經獲得了3800萬美元的私人和政府資金,包括Bill Gates創(chuàng)立的突破能源風險投資基金(Breakthrough Energy Ventures)。
Quidnet已經從儲能的淘金熱中受益。2018年,能源部設立了一個名為 “長期電力儲存” (Duration Addition to electricitY Storage,簡稱DAYS)的項目,向包括Quidnet在內的十個團體提供了三千萬美元的資金。在離任前,特朗普總統(tǒng)簽署了《2020年能源法》,其中包括兩黨共同支持的《更好的能源儲存技術法案》,授權在五年內花費10億美元用于新能源儲存技術的 “研究、開發(fā)和示范” 。許多州現(xiàn)在正在制定儲能目標,2018年,聯(lián)邦能源管理委員會發(fā)布了第841號法令,將儲能納入電力批發(fā)市場。 “人們已經認識到,儲能的時代已經到來,”美國清潔能源協(xié)會的Jason Burwen告訴我。但是,工程師的白板與現(xiàn)實之間存在著巨大差距。許多獲得資助的可再生儲能技術可能最終是很難實現(xiàn)的、昂貴的、或低效的,無法被廣泛采用。
當我們離目的地越來越近時,Craig對許多公司的儲能方法的原始物理性進行了思考,基本上就是你在高中學習的那些物理學原理。如果你花力氣舉起一個物體,它就會儲存勢能;如果你讓這個物體落下,它的勢能就會變成動能,而動能能夠為發(fā)電機提供動力并產生電力。許多物理行為也是如此。除此之外,還有壓縮空氣儲能和壓縮水儲能,或讓物體旋轉,或加熱物體等儲能方式。如果你一開始就使用清潔能源,并找到一種綠色的方式來存儲和釋放它,你就創(chuàng)造了一個對生態(tài)環(huán)境負責的電池替代品。
Craig說: “我有點驚訝,但也備受鼓舞,長時儲能問題的解決方案可能就是如此的原始。” 電池依賴于“相當復雜的電化學原理,這很快就超出了我的理解范圍。然而,真正的解決方案可能就是用起重機吊起重物,用千斤頂抬起泥土。我知道在內華達州有人把石頭放在火車上運上山,然后在需要的時候石頭又落下來。就連《摩登原始人》里的動畫人物也能理解。”
我們把車停在農場長長的車道上。一群禿鷲在頭頂盤旋。
“你知道這意味著什么嘛?”Craig 問我。
“上一個來這里的記者?”我說。
他們笑了。“你說對了。問了很多不妙的問題。”
我當時已經想好了一個問題。我將要看到的是綠色能源的未來,還是一個在德州鄉(xiāng)村進行的稀奇而短命的試驗?
直到最近,我們才開始思考儲存能源的新方法。化石燃料是一個史前的能源庫,我們可以通過燃燒它們和驅動發(fā)電機來釋放其能量。我們總能找到更多的燃料。“世界上幾乎所有的電力都是邊生產邊使用,”Bill Gross告訴我,他是太陽能發(fā)電領域的長期投資者,也是Energy Vault(資本化程度最高的儲能公司之一)的聯(lián)合創(chuàng)始人。大多數(shù)沒有被立即消耗的電力都會流失。問題是,對于許多技術來說,“儲存電力的成本實際上比制造電力的成本更高,”他說。在許多情況下,太陽能和風能已經變得比煤炭和天然氣便宜。但如果加上儲存的成本,可再生能源就輸給了化石燃料。
能量以各種方式儲存在我們周圍。往小了說,你冰箱里的一瓶汽水就儲存著能量;一摞書也蘊含著能量,當它倒下時就會釋放出來。往大了說,火山爆發(fā)和雪崩就是釋放儲存的能量。但是,只有當能量儲存是可預測的、便捷的、密集的、且所占空間很小時,它才是最有用的。拋開氣候變化不談,化石燃料滿足所有這些要求:汽油的運輸很便捷,燃燒一加侖汽油就能釋放足以將上千加侖的水抽到高處的能量。
相比之下,鋰電池的能量密度低,而可再生能源儲存系統(tǒng)也在努力實現(xiàn)密度、便捷性和規(guī)模的優(yōu)化。壓縮空氣儲能的技術原理可以追溯到幾十年前,當時人們將空氣抽入天然或人工地下洞穴,然后再放出。第一個地下壓縮空氣設施于1978年在德國建成;這種系統(tǒng)可以儲存和釋放大量的能量。但是,和抽水蓄能一樣,壓縮空氣設施需要合適的地理環(huán)境,而且建造成本很高。它們的效率也不高,一般情況下只有投入氣體加壓的一半能量可以被回收。
工程師們正在努力提高儲能系統(tǒng)的能量密度和效率。一家來自多倫多的名為Hydrostor的公司已經獲得了超過三億美元的投資,正在加利福尼亞、澳大利亞和其他地方開發(fā)項目,并將在未來五年內上線。這種系統(tǒng)將壓縮空氣儲存在罐子里,并保留空氣壓縮過程中釋放的熱量,然后在膨脹過程中重新釋放到空氣中,以此驅動渦輪機發(fā)電。一家英國公司Highview Power正在采取更極端的做法,將空氣冷卻到零下300多度,使之變成液體。液體空氣密度大,當對其進行加熱時,它迅速氣化,驅動渦輪機葉片旋轉。Highview公司的執(zhí)行主席Colin Roy告訴我,打開氣罐的時候,空氣會 “以猛烈的力量噴射出來” 。該公司已經建立了一個液體空氣系統(tǒng)的原型,并正在英格蘭和西班牙開發(fā)可商用的工廠。
Quidnet公司也在改進基于壓力的儲能技術。在該公司的試驗場,我們見到了農場主Jacob和Sadie Schweers。大約一年前,Quidnet在他們的農場安置了一臺鉆機,其桅桿足足有約21米高。現(xiàn)在能看到一個藍色的井口,大約3米高,附近有一個集裝箱大小的泵房,幾個黃色的水箱,以及一堆軟管。水從水箱里泵到井里,在壓力下儲存起來,在需要的時候回到水箱。上個月,Quidnet宣布了一項試點計劃,向圣安東尼奧的一家公用事業(yè)公司提供他們的儲能技術。
我們走進泵房,欣賞運行良好的活塞、飛輪和一種叫做脈沖阻尼器的東西。一臺黃色的500馬柴油發(fā)動機靜靜地坐在后面,隨時準備給泵提供動力。Weight說: “我喜歡大型機器、轟隆隆的聲響,還有機油的味道。” 在該系統(tǒng)的商業(yè)版本中,一個理想情況下由清潔能源驅動的電機負責將水泵入地下,并在水返回時發(fā)電。
我們走回外面,陽光很耀眼,Wright示意我們看向十根單獨伸出地面的PVC管。這說明地下有傾斜儀,可以通過跟蹤巖石的位移來評估地下水庫的大小和特性;它們甚至可以感應到月亮潮汐作用的牽引力。我們站著聊天,Craig說,他們以后會把這些水箱換成漂亮的池塘。Sadie Schweers告訴我們,她希望她的農場以后可以靠太陽能和Quidnet的水井運行。
從事能源工作的人經常談到電網,好像它有自己的需求和習慣。電池初創(chuàng)企業(yè)Form Energy的負責人Mateo Jaramillo告訴我: “電網需要多樣化的資產。” 該公司生產一種“鐵-空氣電池”,這種技術利用金屬生銹和解銹的循環(huán)來儲存能量,是鋰電池的若干理論替代品之一。未來的清潔電網有許多技術發(fā)展的空間,但同時競爭也非常激烈。“大家都在與抽水蓄能和鋰電池競爭,”能源部DAYS項目的主管Scott Litzelman告訴我。“鋰電池所占的份額是壓倒性的,因為它的供應鏈和制造基地已經非常龐大且成熟。” 在談到非電池儲能初創(chuàng)企業(yè)時,他說:“有些新生技術,如果它們能達到一定的規(guī)模,就會更具競爭力。這就是全行業(yè)的挑戰(zhàn)。大家都在努力證明,首先,自己的技術有可行性,也有成本潛力,然后走出實驗室,真槍實彈地證明自己。”
芝加哥大學材料科學家、工程師Shirley Meng告訴我,世界需要“一整套存儲方法”。但不是所有的方法都能找到合適的市場,她說,“我認為我們的投資遠遠不夠,因為我們想要重建整個電網系統(tǒng)。”斯坦福大學的清潔能源研究員Nathan Ratledge告訴我,在電網仍在建設的地方,儲能可以發(fā)揮特別重要的作用。很多發(fā)展中國家或許有機會完全跳過化石燃料,直接轉向可再生能源,因為可再生能源更便宜、污染更少。但是,一個擁有更大比例風能和太陽能的電網需要更多的存儲能力來克服間歇性的問題。可再生能源儲存是 “南北分歧的三贏”,Ratledge說。“它讓人們快速地進入21世紀,而不需要處理我們在七十、八十和九十年代制造的垃圾。”
我們開著Wright的車往回走,我想如果Quidnet的技術取得進展,未來會是什么樣子。今天的抽水蓄能電站在地球表面形成了風景如畫的湖泊,但類似Quidnet公司的技術將在地下創(chuàng)造出一個個受壓水庫。根據(jù)該公司的設想,以后大地上每隔800米就有一個井口,每6公里就有一個池塘。風力渦輪機拔地而起,地球本身將變成巨大的電池。
Energy Vault聯(lián)合創(chuàng)始人Bill Gross在結束西海岸科技公司的工作后開始研究儲能問題,在此期間他創(chuàng)辦了一系列成功的網絡公司和太陽能公司。他想知道他是否可以根據(jù)抽水蓄能的原理建造一個系統(tǒng),但用固體而不是液體。與其把水抽到山上,再把它釋放到山下,是否能利用清潔能源把重物層層堆疊起來,然后用滑輪把它們放下來從而發(fā)電?他告訴我: “我想做一種虛擬的山。”
Gross和土木工程師Andrea Pedretti開始研究各種方案。Gross說他們想“便宜地建造高度” 。鋼材很貴,混凝土也是如此,而且生產混凝土會排放碳。他們開始與一家名為Cemex的公司合作,使用 “超塑化劑” ,一種能夠將泥土固定在一起的聚合物,通常用于在低收入國家修建道路。將超塑化劑與當?shù)氐哪嗤痢⑺鸵稽c水泥混合,就可以在現(xiàn)場制作廉價的磚塊。Gross說: “這樣,我們就可以用泥土堆一座山,而且可以每天現(xiàn)造現(xiàn)拆。” 想在規(guī)模上與抽水蓄能匹敵是需要一些雄心的,但即使是中等規(guī)模的“山”,也許就足夠儲存在附近太陽能電場或核電站發(fā)出的電力,以及給數(shù)據(jù)中心的服務器提供動力。Gross和Pedretti于2017年成立了Energy Vault公司,首席執(zhí)行官為Robert Piconi。該公司也在洛杉磯和瑞士設有辦事處。
Energy Vault的初代系統(tǒng)EV1是一個類似變形金剛的、搭載6條機械臂的塔式起重機。起重機可以在自己的四周像壘墻一樣堆積木,然后再把積木拆開。網上有些人覺得這種系統(tǒng)不實用,并以此大做文章。(YouTube上一個名為 “Energy Vault是一個愚蠢的想法,這就是原因” 的視頻,點擊量達200萬次)。但無論如何,該公司開發(fā)了一種全新的封閉式系統(tǒng)——EVx。在效果圖中,它像一個40層樓高的、四四方方的自動化倉庫。電梯將使用清潔能源提升重達30噸的磚塊,并將它們放在小車上,再由小車把磚塊運送到建筑的中部。當需要能源時,這些磚塊將被移送到電梯,電梯帶著磚塊下降,就可以為發(fā)電機供電,產生新的電力。Energy Vault稱,該系統(tǒng)有很高的往返效率,可以將大部分消耗的電力再生。但即使如此,EVx還是需要移動數(shù)以千計的磚塊來儲存和釋放能量。通常,能源使用是一個抽象概念,而Energy Vault的方法則以鮮明的物理方法揭示了它。
EVx的首個示范項目正在瑞士的一個田園山谷里開發(fā)。三月,Piconi找到了我。于是我們穿上馬甲、戴上安全帽和護目鏡后,在制磚機前停下了。這是一個藍色的大鐵盒,它用七千噸的力量壓縮磚塊的原料,然后把它們翻個個,每15分鐘就能做一個新的。 “這在沃爾瑪是買不到的,”Piconi說。
在那附近,我們看到了兩輛小車,負責運送磚塊往返于EVx的電梯。我把手放在一個硬塑料輪子上。Piconi說,公司仍在對小車的材料進行試驗,“很多東西涉及材料學”。我們前往控制室,那是一輛裝有電腦的拖車,Energy Vault的工程副總監(jiān)Frank Tybor和他的澳大利亞牧羊犬Sydney坐在那里。此前,Tybor曾是SpaceX公司發(fā)射和著陸平臺的首席工程師。(Tybor說,Sydney “去過很多火箭控制室,如果你從十倒數(shù)到零而什么都沒發(fā)生,她就會不開心” )。他告訴我,Energy Vault與SpaceX類似,因為 “它看起來很大、很工業(yè),但秘訣在于如何讓它穩(wěn)健而可靠地工作。” 在一個大屏幕上,我們看到一個汽車大小的磚塊在小車上來回移動,傳感器則同步收集磨損的數(shù)據(jù)。
來到外面,我和Piconi去找我們之前在屏幕上看到的小車。我們路過各種不同材料的巨型磚塊,就像在金字塔的施工現(xiàn)場視察一樣,然后我們見到了小車控制測試工程師Vahe Gabuchian。他在加州理工學院學習過斷裂力學,負責研究在行駛數(shù)千英里和經歷各種振動之后小車是否有部件會開裂。在附近,一個由工字鋼制成的四層結構以微縮視角為我們展示了EVx系統(tǒng)最終可能的模樣。如果系統(tǒng)成功運行,它將會是一個移動的拼圖。相應的軟件則需要協(xié)調電梯和小車的運動,以便在磚塊加速、減速和升降時保持系統(tǒng)電力的平衡。
Energy Vault的首席機械工程師Al Sokhanvari走了過來。他在NASA和國防高級研究計劃局有30年的航空航天項目經驗,還參與了拉斯維加斯百樂宮噴泉的建造。( “但你必須承認這是最酷的,” Piconi說。)從某種意義上說,EVx建筑就像噴泉,只不過流動的是磚塊而不是水。當它儲存大量的電力時,建筑是頭重腳輕的,因為磚塊都在上層;當需要放電時,磚塊就流向建筑的底部。Sokhanvari說: “所以,你要使它成為一個真正能夠呼吸的、流動的東西。” 這樣的建筑仿佛“一個活物”。
開發(fā)儲能是有風險的。與Quidnet不同,Energy Vault是上市公司,市值超過10億美元,但其未來是不確定的。該技術仍處于早期階段,很難說市場對公司的青睞有多少是來自營銷,多少是來自工程的可行性。還沒有人建造過像EVx這樣的設施,而且系統(tǒng)里的移動部件可能會比預期的更容易損壞。電網接入總監(jiān)Venkat Srinivasan指出,鋰離子電池很便攜,關鍵是可靠。 “如果你和電網相連,可靠性就是最最重要的,對吧?”他說。公用事業(yè)部門希望合作的產品和公司至少有十年的運行數(shù)據(jù)作為可靠性的支撐。投資者正在向新能源公司投入大量資金,但“其中一些項目不會像我們想象的那樣順利,”他說。“這有多種原因,可能是技術,也可能是執(zhí)行。”
鋰電池,盡管有缺陷,但數(shù)量是已知的。Energy Vault正在開發(fā)的方法則不然。盡管如此,該公司并不是唯一在研究重力儲能的公司。來自蘇格蘭的Gravitricity公司最近完成了一個示范項目,該項目將一個50噸重的塊狀物吊上塔樓,一次吊兩層;它現(xiàn)在計劃在廢棄的礦井中上下移動一個千噸級的塊狀物。另外兩家公司,加利福尼亞州的Gravity Power和漢堡的Gravity Storage GmbH,他們將一個巨大的重物放置在豎井底部,然后在井底灌水來抬起重物。為了提取能量,他們讓重物把水擠壓到管道中,并流經渦輪機發(fā)電。位于蒙特利爾的RheEnergise公司提出了另一種抽水蓄能技術,他們發(fā)明了一種名為R-19的流體,其密度是水的2.5倍;其系統(tǒng)在一個斜面頂部和底部的水箱之間移動這種流體。這項工作仍處于眾籌階段。
正如你可以通過在空中舉起一個塊狀物來儲存勢能一樣,你也可以通過加熱物體來儲存熱能。許多公司正在研究將熱量儲存在熔鹽、火山巖和其他材料中。基于可再生化學過程的巨型電池也是可行的。液流電池中,儲罐可以用來輸送電解質,而電解質可以儲存電荷。還有儲氫,水中的氫氣被電解分離,儲存在地下或儲罐中,成為氫氣、液氫或氨的一部分。當它在燃料電池中與氧氣重新結合時,可以再次變成水并釋放出電力。
Srinivasan告訴我,他經常看到一些新的方案,覺得, “嘿,這可能是個不錯的想法。” 能源部的Litzelman說,目前大家的想法非常多,這恰恰說明“還沒有人找到那個完美的組合——低成本、大規(guī)模、高性能。”最后很可能變成,各種技術百花齊放,但是每種技術解決的都是不同的問題。有些技術可以改善Dunkelflaute的情況,有些技術幫助電網避免擁堵,或儲存能源以便買賣。還有一些技術為“電力質量”保駕護航,使每秒的電力波動變得更加平滑,其中一個已經在使用的技術就是飛輪:比較先進的版本是,重達一噸或更重的金屬塊通過磁鐵在真空中懸浮,電機將它們每分鐘旋轉數(shù)萬次,然后發(fā)電機給它們降速,以回收能量。(一位工程師告訴我,“電網就喜歡這些旋轉的金屬”。)
Litzelman認為,儲能系統(tǒng)最終會降低去碳化的總成本,但他承認,推廣會是一個問題。他的一位同事經常說,電網不是客戶。真正的客戶是獨立的電力生產商、公用事業(yè)企業(yè)、以及工廠和數(shù)據(jù)中心。問題是要弄清楚誰為什么買單,與電網的融合程度也很重要。鐵-空氣電池公司Form Energy的Jaramillo說: “你不能簡單地只看兩張明細表,然后說,這個往返效率更高,這個好。” 他的公司使用計算機模型,并納入天氣和市場的數(shù)據(jù),為其技術尋找合適的方向。Jaramillo恰好有神學碩士學位,他說這門學科在理解儲能系統(tǒng)方面十分有用。他說:“所有儲能系統(tǒng)都要取舍,這與人類沒有什么不同。我遠非完美。我的婚姻非常幸福,因為我的妻子愿意包容我的缺點。”合適才是最重要的。
儲能可以加強整個電網的韌性,這是它得到廣泛政治支持的部分原因。加州大學圣巴巴拉分校的政治學家Leah Stokes告訴我,儲能技術 “在燃料來源方面是中性的” 。它們 “可以儲存任何種類的電力,環(huán)保的或不環(huán)保的” 。如果儲能開始明確地支持可再生能源,進而威脅到化石燃料的地位,那么它可能會成為一個黨派問題。 “氣候和能源政策政治化的根源,是向共和黨提供巨額資金的化石燃料公司,”Stokes說。“這不是意識形態(tài)的不同,利益才是根源。”目前,儲能政策處在Stokes所說的“制定的迷霧”中,技術是如此之新,以至于我們還不能確定其最大受益者是誰。不可避免的是,會有輸家,但即使作為一個社會和星球,我們仍舊獲得了優(yōu)勢。
電網作為一個整體可能永遠不會是完美的。我們可能永遠無法擺脫有不良附屬品的技術,在電力高峰需求時,我們可能還是需要依賴由鋰電池和天然氣 “調峰”廠支持的化石燃料和核電廠。但另一種未來同樣是有可能的,一些技術成功了,可再生能源和其儲存將世界重塑。在這樣一個世界里,風力渦輪機和太陽能發(fā)電站遍布田野和海岸線,地熱發(fā)電廠則從地下汲取能量,氫氣和壓縮空氣在山洞和儲罐中來回流動。在工業(yè)區(qū),能源倉庫隨著重力的呼吸而顫動;在鄉(xiāng)村,水被引導到地下,再重新循環(huán)到地面。當太陽升起,風開始吹拂,電網將大口吸氣,電力得到保存。在“平靜”期,電網就呼出電力,驅動工廠、家庭、辦公室和各種設施。我們不再需要史前礦物這些沒有生命的燃料,而是在一個有呼吸的系統(tǒng)中動態(tài)地創(chuàng)造和儲存能源。
從瑞士回來后,我出門散步,溫和的陽光下微風拂過我的面頰。20年前的人們很難想象,原來陽光和風可以提供足夠的能源來滿足我們的需求。但是慢慢地,我們的觀念發(fā)生了轉變,開始接納可再生能源。我們對可再生能源儲存的態(tài)度也會有類似的轉變過程。抬起頭,我看到了懸掛在天空中的云朵,即將下雨;它們也曾經是勢能的載體。在我的腳下,我想象著地面在城市的重壓下微微下沉,蓄勢回彈。大自然可以幫我們產生動力,也許它也能幫我們留住它。
責任編輯: 李穎