英國研究用海床多孔巖石中的壓縮空氣打造蓄電池

 　　北京時間1月23日消息，隨著有關氣候變化的報道日益升級，找到一種產生并存儲能源的環保方式變得越來越重要。考慮到風力發電機和太陽能等并不穩定，人們顯然需要實現儲能多元化。

　　蘇格蘭科學家小組日前提出利用海床深處的一層多孔巖石中的壓縮空氣來打造蓄電池。該提議通過可再生能源來壓縮和儲存空氣，在需要時將“瓶塞”打開，讓逸出的空氣驅動渦輪機來重新發電。受到極端壓力的限制，空氣會留在原地，不會自行散開。

　　該小組研究人員本周在《自然能源》(Nature Energy)雜志上公布了這項名為“多孔介質壓縮空氣儲能”(PM-CAES)計劃的細節。這是一種聽起來很簡單的技術組合，但卻能夠嚴重影響一個國家的能源生產，并緩解將全球氣候推向極端的趨勢。

　　壓縮空氣的優勢

　　目前，該計劃只是建立在理論層面，論文只是對這一理念在可行性方面進行了數字運算。

　　研究人員使用北海水域深處的砂巖，對PM-CAES系統如何在英國運轉進行了特別研究。他們查看現有的地質記錄來模擬地形，并假設空氣“井”將在物理上接近他們將要儲存的能源——例如海上風力發電機。

　　據研究人員透露，這確實可行。研究結果表明，PM-CAES是一種具有潛在可行性的大規模跨季節電力存儲技術，這對80%以上的發電能力由可再生能源提供的電力系統來說至關重要。對英國進行的特別研究還發現，潛在的存儲容量大約相當于英國2017年1月和2月用電量的160%(77-96 TWh)，能量轉換效率為54% - 59%。因此，該系統可以有效地滿足整個英國在寒冬里兩個月的電力需求，要知道此時的電力需求已經比夏季高出25%。此外，由于PM-CAES所需的基礎設施主要是水下的巖石，以及一個規模非常小的地面工廠用于注入壓縮空氣后抽取發電，因此，該系統對環境影響不大，土地或水資源有限的地區也將從中受益。

　　解決方案所需條件

　　不過，PM-CAES系統推行還存在一定的困難。要達到這一效率水平，該系統將需要大約7000口新“井”。這是一個不小的數字，正如研究人員指出的那樣，北海歷經40多年的石油鉆探，也不過才生成1.1萬口左右的油井。但是，一個國家在電力生產方面進行的任何變革都需要大量的投資。

　　這雖然存在一定的難度，但并非不切實際。事實上，把空氣儲存在地下深處以轉化為未來電力的基本想法在德國和美國已經變為現實，這兩個國家都有壓縮空氣蓄能能源工廠，利用舊鹽礦儲存壓縮空氣。因此，這是一項經過驗證的技術。

　　當今人類需要認真對待遏制全球變暖的影響，減少基本電力需求的排放量，這顯然是一個值得考慮的方法。研究人員還指出，可以在北海的巖石中選擇特定的地點展開更多研究，從抽水蓄能到傳統電池，還沒有哪類技術能像PM-CAES這樣在規模和效率上發揮如此大的作用。

　　基本上，這只是一個需求意愿是否足夠強烈的問題。如果幸運的話，這些地球科學家將環境變得更惡劣之前找到解決辦法。