受制于電池技術(shù),電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能工具短期難以實(shí)現(xiàn),但未來(lái)的方向仍不會(huì)變化以合理的價(jià)格生產(chǎn)理想的電池,并使電池具備響應(yīng)電網(wǎng)的能力。
想象中不同,電池中儲(chǔ)存的并不是電能,而是化學(xué)能。電池可以以化學(xué)形式儲(chǔ)存能量,并能在需要時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
鋰離子電池的兩個(gè)電極中,一個(gè)允許帶電粒子逃逸,被稱為陽(yáng)極,另一個(gè)則接受帶電粒子,被稱為陰極。電池放電,就是陽(yáng)極放出帶電鋰離子,而陰極接受帶電鋰離子的過(guò)程,也就是陽(yáng)極和陰極通過(guò)化學(xué)反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
在鋰離子回歸陰極前,人們通常會(huì)利用它們做一些有用功,如驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車行駛等。
讓車子成為電網(wǎng)的一部分
加入儲(chǔ)能革命的,還將有電動(dòng)汽車。
讓車子成為電網(wǎng)的一部分,是這場(chǎng)革命的最終目標(biāo)。美國(guó)特拉華大學(xué)的威利·肯普頓是這項(xiàng)研究的先驅(qū)者,他從1997年就開(kāi)始推動(dòng)V2G(汽車到電網(wǎng))理念。他認(rèn)為,電網(wǎng)和電動(dòng)車之間的電流不一定是單向的,電動(dòng)汽車可在用電波谷時(shí)儲(chǔ)存電力,并在用電高峰時(shí)向電網(wǎng)輸送電力,調(diào)節(jié)電力供需。
按照這個(gè)設(shè)想,在未來(lái),每一秒鐘如果有幾百萬(wàn)輛電動(dòng)汽車接入電網(wǎng),那么這些電動(dòng)汽車就相當(dāng)于一個(gè)巨量能源存儲(chǔ)系統(tǒng)有風(fēng)的夜晚可從風(fēng)機(jī)中汲取多余電能,但如果風(fēng)力渦輪機(jī)突然停轉(zhuǎn),電動(dòng)汽車也能將電回送至電網(wǎng)。受益的不僅是電網(wǎng)。根據(jù)設(shè)想,在用電高峰時(shí)向電網(wǎng)“吐電”,還能為車主小賺一筆。
受制于電池技術(shù),短期難實(shí)現(xiàn)
電動(dòng)汽車成為未來(lái)電網(wǎng)廣泛可靠的電力來(lái)源,理想很美好,但現(xiàn)實(shí)很殘酷。原因在于,目前的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)攻關(guān)電動(dòng)汽車的電池技術(shù)都已經(jīng)忙不過(guò)來(lái)了。
很多觀點(diǎn)都認(rèn)為,電動(dòng)汽車所用的電池不盡如人意。從最初的鉛酸巨型電池,到現(xiàn)階段有“最成功蓄電裝置”之稱的鋰電池,都沒(méi)能像手機(jī)帶給通信那般革命性的影響。造價(jià)昂貴、安全性不夠、能量密度指標(biāo)不夠優(yōu)良……就連性能相對(duì)突出的鋰電池,也有容易過(guò)熱發(fā)生自燃的危險(xiǎn)。
為制做出性能更佳的電池,各國(guó)正挖掘更多的電池材料。鋰電池原創(chuàng)能力最強(qiáng)的美國(guó),也在抓緊時(shí)間尋找更強(qiáng)的電池材料。國(guó)外媒體報(bào)道,美國(guó)能源部秘書長(zhǎng)Steven Chu曾公開(kāi)表示,美國(guó)能源儲(chǔ)存研究聯(lián)合中心正在從事一項(xiàng)為期5年的電池研究,他們的目標(biāo)是5年內(nèi),使電池蓄電量增長(zhǎng)4倍,價(jià)格降到當(dāng)前的五分之一。
電池中蘊(yùn)含著極重要的工業(yè)技術(shù)。大多數(shù)電池均由3部分構(gòu)成:陽(yáng)極、陰極和電解液。而所謂創(chuàng)造新型電池的技術(shù),便是在這3部分材料上著手,使其性能更優(yōu)化、成本更低廉。
但要獲得理想的電池,并不是件容易的事。據(jù)資料顯示,美國(guó)、日本都制定了下一代電池的構(gòu)想,他們不約而同地將時(shí)間定在了2030年,美國(guó)Lux研究公司發(fā)布的《超越鋰離子電池:下一代電池路線圖》報(bào)告指出,下一代電池仍主要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基礎(chǔ)性研發(fā),仍將存在成本和技術(shù)障礙。
在我國(guó),電池研究還必須面對(duì)一個(gè)難堪的現(xiàn)實(shí)。清華大學(xué)副教授魯宗相告訴記者,鋰電池的所有原始專利,幾乎都掌握在美、日、韓手中。目前,我國(guó)電動(dòng)汽車企業(yè)沒(méi)有原始專利,一出口就會(huì)遭遇專利問(wèn)題,這對(duì)中國(guó)研發(fā)鋰電池技術(shù)很不利。
車子成為儲(chǔ)能將是漫長(zhǎng)過(guò)程
電動(dòng)汽車作為儲(chǔ)能工具,技術(shù)上短期難以實(shí)現(xiàn),這在國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成共識(shí)。中國(guó)工程院院士楊裕生在公開(kāi)場(chǎng)合表示,電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池還不能當(dāng)作儲(chǔ)能工具來(lái)用,因?yàn)楸旧韯?dòng)力電池的性能就不夠好,還在研究中,如果作為儲(chǔ)能工具,加入放電功能,更會(huì)加速電池的損耗。
此外,電池高昂的價(jià)格也使得短期效益難以顯現(xiàn)。楊裕生介紹,目前動(dòng)力電池價(jià)格太高,用作儲(chǔ)能并不合算。
盡管業(yè)界對(duì)電動(dòng)汽車用做儲(chǔ)能已經(jīng)產(chǎn)生了一些態(tài)度變化,但電動(dòng)汽車與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)交互的大方向仍不會(huì)變化要以合理的價(jià)格生產(chǎn)理想的電池,并使電池具備響應(yīng)電網(wǎng)的能力。只不過(guò),電動(dòng)汽車儲(chǔ)能功能的加入,將是個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。