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CSPPLAZA光熱發電網訊：據外媒報道，美國能源部近日表示，將投資7500萬美元建設一個國家級的儲能技術研究與開發中心，預計將于2025年正式投運。

據悉(xi)，該(gai)研發中心名為Grid Storage Launchpad(GSL)，將設30個獨立研究(jiu)實驗室(shi)，其中包括(kuo)技術原型測(ce)試(shi)室(shi)和其它測(ce)試(shi)實驗室(shi)，這(zhe)些實驗室(shi)將在(zai)現實電(dian)網(wang)條件下對各種儲(chu)能技術進行測(ce)試(shi)，還將開設可(ke)容納不同的(de)團隊在(zai)其中進行協作研究(jiu)的(de)工作區。

GSL研(yan)發中心將特別關注加速低成(cheng)本、長時(shi)儲能(neng)技術的開發和部署(shu)。此外(wai)，GSL將在總(zong)部位于(yu)華(hua)盛頓(dun)州里(li)奇蘭市的美(mei)國西北太平洋國家實驗室(PNNL)上建(jian)造(zao)，同時(shi)美(mei)國能(neng)源部指定PNNL作為該(gai)研(yan)發中心的運營(ying)方，而華(hua)盛頓(dun)州、非(fei)營(ying)利科技發展組織Battelle和美(mei)國西北太平洋國家實驗室(PNNL)將為該(gai)設施的建(jian)設提供資金支持。

研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)將重點涉及儲(chu)熱和儲(chu)電(dian)，因為(wei)熱能(neng)(neng)儲(chu)存成本較低（約(yue)為(wei)電(dian)池(chi)的1/10），由麻(ma)省理工學(xue)院（MIT）提出的利用2400℃熔(rong)融硅實現長時間熱能(neng)(neng)儲(chu)存的方(fang)案(an)也將成為(wei)篩選長時電(dian)網規(gui)模儲(chu)能(neng)(neng)技術的重要(yao)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)。

熔融硅熱儲能系統(tong)外(wai)形示意圖

該(gai)設想主要涉及(ji)將熱量儲(chu)存(cun)在熔融硅(gui)中，新系(xi)統全稱(cheng)為“熱能電網存(cun)儲(chu)-多結(jie)光電”（簡稱(cheng)TEGS-MPV），核心部分(fen)為熔鹽(yan)電池。

在常規光(guang)熱(re)電站采用的(de)熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)系(xi)統中，溫度(du)達到1000℉（538℃）之后，熔鹽(yan)的(de)腐(fu)蝕性(xing)會帶來極(ji)大的(de)影(ying)響。因此MIT團隊希望尋找另一種新(xin)材料，以實現更高的(de)能量密度(du)。

最(zui)終，研究(jiu)團隊選(xuan)擇了熔(rong)融硅(gui)來儲能，其能夠被(bei)加熱到4000℉（2200℃），熱傳導性也相(xiang)當(dang)出色。

TEGS-MPV系統包(bao)含了兩個高度(du)隔熱的(de)儲罐，它們(men)由石(shi)墨(mo)制成、寬33英(ying)尺(chi)（約10米），其中(zhong)一(yi)個罐子可以保存溫度(du)相對較低（3450℉/1900℃）的(de)液態硅。

圖：工作原理

研究(jiu)團隊表示(shi)，在需要加熱的(de)時(shi)候，液(ye)(ye)態(tai)硅(gui)可從一根由外部能源加熱的(de)管路中泵出。被(bei)加熱后、溫度較高的(de)液(ye)(ye)態(tai)硅(gui)（4350℉/2400℃）則被(bei)儲存到(dao)另一個(ge)罐(guan)中。

據悉，這樣一套TEGS-MPV系(xi)統能(neng)(neng)夠為大約10萬(wan)個家庭供(gong)電。理想情(qing)況下，它可(ke)以儲存(cun)風能(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)等(deng)清潔(jie)可(ke)再生能(neng)(neng)源。

此(ci)外，該(gai)系(xi)統設計幾乎可以在任何地方部署，而(er)且價(jia)格相當實惠——大約是(shi)抽水電站(zhan)的一半（水泵成(cheng)本很高）。

同時，為防止熔(rong)融硅(gui)與石墨罐(guan)(guan)體發生腐蝕反(fan)應(ying)，研究團(tuan)隊特地制作了一個測(ce)試用的迷(mi)你原(yuan)型。結果表明(ming)，在滿(man)載加熱到3600℉（1980℃）后一小時，熔(rong)融硅(gui)確(que)實能夠與石墨發生反(fan)應(ying)、并形(xing)成碳化硅(gui)。但好消息是，這層(ceng)(ceng)碳化硅(gui)并不(bu)會(hui)對罐(guan)(guan)體造成破壞，反(fan)而形(xing)成了一層(ceng)(ceng)薄薄的保護(hu)層(ceng)(ceng)。

據(ju)了解，美國能(neng)源部(DOE)發(fa)布公告標志著(zhu)GSL研究中心即將進入(ru)設(she)計和建造階段，接下來(lai)，PNNL將開(kai)始(shi)選擇項(xiang)目建設(she)承包商。按照美國能(neng)源部計劃(hua)，該(gai)設(she)施可能(neng)在今年晚些(xie)時候(hou)正(zheng)式(shi)開(kai)建。

據美國(guo)儲(chu)能(neng)協會介(jie)紹，2020年底美國(guo)通過一(yi)項法案，將在五年內提供(gong)10億(yi)美元用(yong)于儲(chu)能(neng)技術的研(yan)究(jiu)、開發和(he)部署。同時，美國(guo)總統拜登的一(yi)項行政命令指示立即審查電池和(he)儲(chu)能(neng)材(cai)料供(gong)應鏈，并啟(qi)動了(le)“儲(chu)能(neng)大(da)挑戰(zhan)”計劃，該(gai)計劃為長(chang)時儲(chu)能(neng)技術供(gong)應商帶(dai)來了(le)競爭和(he)希望。

此外，英國(guo)最(zui)近也發(fa)起(qi)了一項類似(si)于“儲能(neng)大挑戰”的(de)(de)(de)倡議，將(jiang)為儲能(neng)技(ji)術(shu)提供6800萬英鎊(9490萬美元)的(de)(de)(de)財政預算，擁(yong)有長時儲能(neng)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)開(kai)發(fa)商(shang)可(ke)以(yi)參(can)與其中，這個計劃名稱為“更長時間的(de)(de)(de)儲能(neng)示(shi)范創新競(jing)賽”。意向參(can)與此次競(jing)賽的(de)(de)(de)電(dian)化學(xue)、熱(re)儲能(neng)和(he)“Power-to-X”儲能(neng)技(ji)術(shu)需要證明具備持續放電(dian)儲能(neng)的(de)(de)(de)性能(neng)。