一個(gè)解決方案可能近在眼前，這要?dú)w功于一種創(chuàng)新的電池，它是鋰離子技術(shù)的廉價(jià)替代品。

 

日本軟銀集團(tuán)旗下的美國可再生能源公司 SB 能源公司（SB Energy Corp.）正創(chuàng)紀(jì)錄地購買 ESS 公司（ESS Inc.）生產(chǎn)的全鐵液流電池（all iron flew battery）。

 

這家位于美國俄勒岡州的公司表示，它擁有一項(xiàng)新技術(shù)，可以將可再生能源儲(chǔ)存得更久，并有助于克服一些可靠性問題，這些問題曾導(dǎo)致加州停電和歐洲能源價(jià)格創(chuàng)歷史新高。

 

ESS 電池▼

 

 

這種全鐵液流電池采用鐵鹽和水作為電解液，電池工作時(shí)正負(fù)極電解液由各自的送液泵強(qiáng)制通過各自反應(yīng)室循環(huán)流動(dòng)，經(jīng)過電堆參與電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)與釋放。

 

這種電池將用于公用事業(yè)規(guī)模的太陽能項(xiàng)目，這些項(xiàng)目遍布美國，使這些太陽能發(fā)電廠在太陽落山后仍能提供數(shù)小時(shí)的電力。

 

SB 能源公司將在未來五年內(nèi)購買足夠 5 萬個(gè)美國家庭使用一天的電池。

 

電池專家、卡耐基梅隆大學(xué)機(jī)械工程副教授文卡特 · 維斯瓦納坦（Venkat Viswanathan）說：" 像這種全鐵液流電池這樣的長時(shí)間儲(chǔ)能，是向電網(wǎng)添加更多可再生能源的關(guān)鍵。"

 

克雷格 · 埃文斯▼

 

 

ESS 于 2011 年由現(xiàn)任總裁克雷格 · 埃文斯（Craig Evans）和首席技術(shù)官朱莉婭 · 宋（Julia Song）創(chuàng)立。

 

他們認(rèn)識(shí)到，雖然鋰離子電池將在交通電氣化中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但更持久的電網(wǎng)儲(chǔ)能需要不同的電池。

 

這是因?yàn)楸M管鋰離子電池的價(jià)格在過去 10 年下跌了 90%，但它們的原料（有時(shí)包括鈷和鎳等昂貴金屬）限制了價(jià)格的下跌幅度。

 

據(jù) ESS 稱，這項(xiàng) 2GWh 電池的交易至少價(jià)值 3 億美元。SB 能源公司的首席執(zhí)行官瑞奇 · 霍斯費(fèi)爾德（Rich Hossfeld）表示，這些電池的天才之處在于其簡(jiǎn)單性。

 

茱莉婭 · 宋▼

 

 

" 電池的電解液是由鐵鹽和水組成的。" 霍斯費(fèi)爾德說。" 與鋰離子電池不同，全鐵液流電池的制造成本非常低。"

 

然而，液流電池看起來一點(diǎn)也不像智能手機(jī)或電動(dòng)汽車?yán)锏碾姵?。這是因?yàn)殡娊赓|(zhì)需要在電池充電或放電時(shí)使用泵來進(jìn)行物理移動(dòng)。這使得這些電池體積很大，ESS 的主要產(chǎn)品是在集裝箱里銷售的。

 

它們所占的空間，可以用成本來彌補(bǔ)。用于電網(wǎng)存儲(chǔ)的鋰離子電池成本高達(dá) 350 美元 /KWh。但 ESS 表示，到 2025 年，其電池的價(jià)格可能會(huì)低于 200 美元 /KWh。

 

至關(guān)重要的是，增加太陽能或風(fēng)力發(fā)電廠的存儲(chǔ)容量，以應(yīng)對(duì)較長時(shí)間的中斷，可能不需要購買一個(gè)全新的電池。液流電池只需要補(bǔ)充額外的電解質(zhì)，在 ESS 的案例中，成本可低至 20 美元 /KWh。

 

" 這是一件非常非常大的事情。" 突破性能源風(fēng)險(xiǎn)投資公司（Breakthrough Energy Ventures）的科學(xué)負(fù)責(zé)人埃里克 · 圖恩（Eric Toone）表示。該公司已投資 ESS。" 我們一直在討論液流電池，現(xiàn)在它真的實(shí)現(xiàn)了。"

 

俄勒岡州威爾遜維爾 ESS 工廠的一名工人▼

 

 

美國國家航空航天局早在 1980 年就制造了液流電池。由于這些電池使用的是水，它們?yōu)樘諔?yīng)用提供了一個(gè)比當(dāng)時(shí)開發(fā)的鋰離子電池更安全的選擇，后者因容易起火而臭名昭著。

 

霍斯費(fèi)爾德說，ESS 電池已經(jīng)獲得了許可，即使是在山火頻發(fā)的加州，而在這里鋰離子電池是得不到許可的。

 

盡管如此，全鐵液流電池還是存在一個(gè)問題。

 

在充電過程中，電池會(huì)產(chǎn)生少量的氫，這是一種化學(xué)反應(yīng)，如果不加以控制，會(huì)縮短電池的壽命。宋說，ESS 的主要?jiǎng)?chuàng)新是將產(chǎn)生的氫氣保存在系統(tǒng)內(nèi)，從而極大地延長其壽命。

 

維斯瓦納坦說：" 一旦你關(guān)閉了氫的循環(huán)回路，你就可以把實(shí)驗(yàn)室原型電池變成了可以商業(yè)化的電池。"ESS 公司的全鐵液流電池可以在不降低性能的情況下持續(xù)使用 20 年以上。

 

在俄勒岡州威爾遜維爾的 ESS 制造工廠，塑料片用等離子體處理▼

 

 

在波特蘭附近的這家公司的工廠里，黃色的機(jī)器人在塑料片上涂抹化學(xué)物質(zhì)，然后把它們粘在一起，形成電芯。

 

在集裝箱內(nèi)，裝滿電解液的大桶通過泵被輸送到每個(gè)電極，這樣電池就可以在陽光照射時(shí)吸收可再生能源，在天黑時(shí)釋放出來。

 

這是有希望的第一步。ESS 的電池是一種廉價(jià)的解決方案，目前儲(chǔ)存的電能大約可以使用 12 小時(shí)，但隨著電網(wǎng)中加入更多的可再生能源，公用事業(yè)公司最終將需要能夠持續(xù)更長的電池。

 

例如，9 月早些時(shí)候，英國各地的風(fēng)速連續(xù)數(shù)周保持在低位時(shí)，由于儲(chǔ)能不足，電價(jià)出現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的飆升。Form Energy Inc. 等初創(chuàng)企業(yè)也在使用儲(chǔ)量豐富且價(jià)格低廉的鐵來制造新型電池，其價(jià)格可能會(huì)比 ESS 還便宜。

 

到目前為止，ESS 已經(jīng)商用部署了 8 GWh 的全鐵液流電池。9 月 23 日，經(jīng)過 6 個(gè)月的評(píng)估后，西班牙電力公司 Enel Green Power SpA 與 ESS 簽署了一份同等規(guī)模的協(xié)議。

 

SB 能源公司的霍斯費(fèi)爾德同時(shí)也是 ESS 董事會(huì)成員，他表示，公司可能會(huì)在未來五年內(nèi)從 ESS 購買更多的電池容量。

 

盡管訂單已滿，ESS 仍面臨著挑戰(zhàn)。將新電池推向市場(chǎng)是出了名的困難，而這個(gè)行業(yè)中失敗的初創(chuàng)公司比比皆是。

 

至關(guān)重要的是，鋰離子技術(shù)處于領(lǐng)先地位，客戶對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)更加熟悉。ESS 必須證明其電池能夠滿足電廠運(yùn)營商的嚴(yán)格要求。

 

新訂單將幫助 ESS 在幾周內(nèi)通過 SPAC（Special Purpose Acquisition Company，即特殊目的收購公司）上市，估值為 10.7 億美元。此次上市將為該公司帶來 4.65 億美元的凈收入，該公司計(jì)劃利用這筆收入擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模。