聚風儲電

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撰文／卡司塔維奇（Davide Castelvecchi）
翻譯／甘錫安 

 

 

重點提要 晚上沒有陽光，風也是吹吹停停。我們需要有效的電能儲存方法，以備不時之需，使已經普及的太陽能和風力發電更加實用。 有些電力公司已經把太陽能或風力發電的過剩電力加以運用，把水抽往位於高處的水庫，需要時再讓水流下，帶動渦輪。有很多地方可以建置這種抽蓄水力方案。 其他可行的能源儲存方案，包括將壓縮空氣注入大型地下洞穴、加熱流體或熔融鹽類，需要時再產生蒸汽、帶動渦輪，或者給先進的電池充電等。這些方法都需要技術突破，使效率提高，才能在電力成本上與傳統火力發電廠競爭。

 

 

　　想了解再生能源目前遭遇的重大障礙，看看丹麥就知道了。丹麥擁有全世界規模最大的幾座風力發電廠，但風力最強的時候，電力需求通常最小，所以丹麥必須把過剩的電力廉價賣給鄰近國家，而需求增加時，卻必須以高出許多的價格買回電力。結果，丹麥的電費費率高居全世界前幾名。

 

　　在美國，德州和加州的電力公司同樣面臨供需不平衡問題，有時還必須付錢給客戶，向客戶的風力和太陽能發電廠購買電力。理論上，風和太陽應該可以滿足美國和某些國家的電力需求。但根據美國能源部的資料，這兩種能源都不夠穩定，實際上無法供應一個地區總能源需求的20%，因此很難達到供需平衡。我們需要有效且成本低廉的電能儲存方式，將陽光充足和風力強勁時產生的電力存放起來，供發電量不足時使用。

 

　　有些技術，例如超導體磁鐵、超級電容器和先進飛輪等，不是成本太過昂貴，就是無法有效長期儲存電力。 Scientific American探討了五項較具發展前景的技術，可以儲存大量的電能，供整個都會區使用數天之久。我們請到幾位專家，針對以下三個條件評鑑這五項技術：該項技術的擴增能力如何？建置是否經濟？運作是否有效率？任何儲電系統都不可能將輸入的能量一點不漏地輸出，但不同系統的效率確實有所差別。

 

　　前兩種解決方案：抽蓄水力和壓縮空氣，技術上比較成熟，經濟上也算可行。其他幾種技術尚需要突破，不過突破之後的效益可能會相當大。曾經主持美國能源部儲電計畫的物理學家葛尤克（Imre Gyuk）表示：「我認為10年之後，電力網上將可儲存相當多的電能。」

 

【本文轉載自《科學人雜誌》2012年5月號】