砂石储能：有效提升可再生能源利用

砂石电池能够储存等量的电能，且占据更少的空间，造价更为低廉。

风能和太阳能因其供电时断时续而饱受非议，来自英国剑桥的研究者们正在为改变这一现状而努力。

最新设计的巨型砂石电池可能是解决风力涡轮机和太阳能电池板供电时断时续的利器。在无风或无阳光时，该项技术能贮存能量，能有效提升可再生能源的利用，减弱对于新能源技术不够稳定的批评之声。

曾在英国民航管理局工作的Isentropic公司创始人Jonathan Howes介绍说，“如果把砂石储能技术用于风力发电场，便能通过首先贮藏这些时断时续的不稳定的能源，然后以一个稳定的可控的方式输出电能。”

工党政府决心在2020年之前把全国的碳排量减少1990年排量的34%，并在2050年之前消减80%的排放量。为达到这一目标，内阁已经计划在2020年之前修建数千个风力发电机。当前唯一经济的储存大量电能的方式抽水蓄能，即通过水泵把水抽上山，储存在水库中，当电力紧张的时候，打开山上的大坝，流水驱动发电机再次发电。

Isentropic公司声称其砂石电池能够储存等量的电能，且占据更少的空间，造价更为低廉。该系统由两个放满砂石的仓组成，电能被用来对氩气加热并压入其中的一个砂石仓，当氩气通过砂石仓后，气体温度被冷却到常温，但砂石本身被加热到500摄氏度。离开砂石仓以后，氩气被充入另一个砂石仓，在那儿，氩气恢复正常的大气压。这一过程与冰箱制冷原理一致，从而使第二个砂石仓的气体和砂石温度降到零下160摄氏度。由风力发电产生的电能以温差的形式存储于两个装满砂砾的筒仓里。而再次释放能量只需要反向这一循环过程，即是能量由热转冷驱动发电机产生电能。

Isentropic公司声称这一双向过程的能效能高达80%，同时由于砂石价格低廉，系统每千瓦时储能的造价为10美元到55美元。

Howes说，储存在隔热的砂石仓中的热量能够保存相当长的时间，据其测算，一个50米高，直径为50米的砂石仓三年的能量耗散仅为一半。

为了说明其装置节省空间，Howes以美国弗吉尼亚州巴斯镇的抽水蓄能水电大坝作为对比，作为世界上最大的能量储存系统，该系统包括两个水库，占地820英亩并能储存高达30千兆瓦时的能量，而同样储能能力的砂石电池的占地仅为其1/300。

英国能源研究中心的执行理事John Loughhead表示，需要建设试验装置来验证该想法的实际可行性。“问题是它能很好的工作吗？从工程的角度来看，他们提到的单程能达到的从550摄氏度到零下150摄氏度的温度差有待验证，而且碎砂砾进入引擎，阻塞毁坏冷却和润滑系统的风险比较大。”

Howes正在着手设计一个最高能储藏16兆瓦时的试验装置。该装置的两个砂石仓是高和直径都为7米的圆柱。有理由相信，若干个这样的装置相互连接能够储存足够多的电能，Howes表示能多达千兆瓦时。

2010年清洁制冷贸易代表团的赞助者之一，科技战略委员会创新项目的负责人David Bott说，“Isentropic公司的工作太棒了，通过科学原理与新技术的组合，旨在帮助电力的消费和制造很好的匹配。比如，通过储存风力发电机产生的电能，该系统能够帮助显著提高风能的使用效率。我们需要在发电存在富余的时候储存它，从而在电力紧缺的时候使用，Isentropic公司这一极具创新性的系统似乎给出了答案。”

（范珊珊编译自《卫报》）