电网储能更喜欢低成本新型汽车钠离子电池

新型钠离子电池，成本不到锂电池三分之一，可持续5千次充放电循环，效率超过85%，适合电网储能实际需求。

钠离子电池使用活性炭阳极和钠锰基阴极，水性电解液在两个电极之间传输钠离子，进行充放电，这些材料都是无毒的，电池100%可回收。

公用事业机构需要廉价的，持久耐用的方法，来存储电厂生产的多余能量，特别是因为有间歇的电力，从太阳能和风电场添加到混合电网。不幸的是，现有电池用于电网级存储，不是太昂贵，就是不能持续所需的数千次循环，以便使它们具有成本效益。

低成本电池：阿奎恩公司的这八个原型电池可以串在一起，组成一个15伏的模块(如上图所示)，然后可以继续堆叠，组成更大的模块。

一种新电池已经开发出来，开发者是匹兹堡(Pittsburgh)的阿奎恩能量公司(Aquion Energy)，他们使用简单的化学反应，就是一种水性电解液和丰富的材料，如钠和锰，而且预期成本为每千瓦时存储容量300美元，不到锂离子电池使用成本的三分之一。第三方测试表明，阿奎恩的电池可以持续5000次以上的充放电循环，而且有超过85%的效率。

公司已获得3000万美元的风险资本，以加快制造它的钠离子电池(sodium-ion batteries)。这项新技术可能是最便宜的方式，可以存储大量能量，让电网可以使用电池，杰伊?惠特克(Jay Whitacre)说，他是公司的创始人兼首席技术官。

阿奎恩公司的电池使用活性炭阳极和钠锰基阴极。一种水性电解液在两个电极之间传输钠离子，进行充电和放电。原理类似锂离子，但钠离子更丰富，因此使用更便宜。与溶剂型电解质相比，水性电解质更容易使用，也更便宜。更妙的是，这些材料都是无毒的，电池100%可回收，惠特克说。

下一步是这项技术的电网级测试。阿奎恩公司已经开始装运预生产的电池原型，运送到离网型太阳能电力公司。下个月，一个1000伏的模块会运送到荷兰电工材料协会(KEMA)，这是荷兰的一家能源咨询和检测公司，在费城(Philadelphia)外有一套设施。

公用事业公司使用存储的能量，满足使用高峰期间的电力需求，这种做法称为调峰(peak shaving)，有助于保持电网的可靠性和效率，并降低电价。惠特克说，阿奎恩电池的设计就是为了这些电网应用。他说，“这非常非常适合离网太阳能和风能支持，也适合调峰。这是两种非常不同的应用，而我们的电池已证明对两种都有效。” 约翰?米勒(John Miller)是电化学电容器专家，也是咨询公司JME公司总裁，这家公司在俄亥俄(Ohio)榭柯高地(Shaker Heights)，他说，阿奎恩公司的电池可能是最便宜的，有各种电池技术争先恐后地提供电网存储。他以此对比当今最常见的电网存储技术，就是抽水蓄电，这占95%的公用事业级储能。抽水蓄电要在电力需求低的时候，把水升到高处，在高峰期间放水通过涡轮机。然而，这受到地质和空间的限制，而且抽水蓄电系统需要多年时间，花费数百万美元才能建成。公用事业公司现在开始考虑电池，因为它们几个月就可以交付，而且原则上可以放置在任何地方。

“铅酸更是太昂贵了，”米勒说。“阿奎恩公司的技术正在到达抽蓄电的成本范围，就是每千瓦时两美分(在系统的使用寿命期间)。他们是独到的，我会说，这非常有希望用于电网存储。” 到目前为止，没有现成技术能够满足所有电网的储能要求，哈雷西?卡玛斯(Haresh Kamath)说，他是电力研究院(Electric Power Research Institute)能量储存项目经理。“每种技术都有不同的最有效点”，在成本，安全性，可靠性，寿命和效率方面，都是这样，他说。

有一些电力公司使用铅酸电池和钠硫电池，用于电网存储。铅酸电池便宜，但只有500-1000个循环，而钠硫电池很昂贵，每千瓦时达1000美元。其他新兴技术，锂离子电池，地上压缩空气存储，以及流体电池(flow batteries)，仍然十分昂贵，而且未经证实。

电网蓄电池技术也“必须即插即用，而且不需要大量的安装，”阿里?诺莱(Ali Nourai)说，他是荷兰电工材料协会执行顾问。阿奎恩公司的电池可能也有缺点，就是大而笨重，就和铅酸电池一样，诺莱说，但是，它们成本低，循环寿命长，就弥补了这一点。“用于电网存储，最大障碍是成本，而阿奎恩公司在此占了上风，”他说。“如果价格合适，人们会容忍低效率和高重量。” 卡玛斯说，钠离子电池是一项有趣的新技术，但电网级演示将辨明，它所具备的，是否是公用事业公司正在寻找的。“与任何其他技术不同，这是一项非常早期阶段的技术，我们不知道它能做什么，”他说。