挂钩安全性：储能产业成“重要一环”-第2页-北极星输配电网

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诸如改进后的风力预测模型等现有技术以及输电基础设施的扩建和其他举措，在并入的可再生能源增加时可能有助于维持电网稳定。不过，拥有超过50%分布式发电的更大电网(数十兆瓦或者更多)是史无前例的。现有技术是否足以支撑此类电网仍然未知。

混合燃料电池

Lemmon支持一种不同的方法：具有内置电荷存储能力的燃料电池。由于较高的发电效率，几十年来燃料电池一直被吹捧用于能源生产。然而，它们并未得到广泛采用，因为燃料电池比燃烧式发电机成本更高（前者每千瓦的成本为3000美元，后者为1000美元）。过去15年，美国政府资助的研究项目一直在试图降低这些成本。增强燃料电池的功能性将使其更有价值。

燃料电池是和电池类似的电化学器件，依靠诸如氢或甲烷等物质产生电和热。目前使用的燃料电池有两种类型：在80℃左右运行的聚合物燃料电池，主要服务于车辆；在650℃以上运行的固体氧化物燃料电池，主要服务于固定发电设备。前者需要昂贵的铂催化剂，后者则需要成本很高的密封件和连接器，并且使用寿命有限。在两种温度极限下增加功能性都很困难。

现有燃料电池对电流和电压变化的响应很慢，通常超过1秒钟。高温燃料电池（在650℃以上运行）必须避免对其组分材料施压，而燃料处理器要花费1分钟，才能改变甲烷被转变成氢气、一氧化碳和二氧化碳的速率。如果缺乏燃料，电池还会退化。

在燃料电池的电极内部或者附近储存电荷，将提高设备的响应能力，并能在不用停止运行和比传统燃料电池使用更久的情况下补给电能。电池模式概念通过拥有金属氢化物阳极的碱性燃料电池和钒氧化物电极的固体氧化物燃料电池已在实验室中得以展示。尽管报告的能量密度较低，但这些电池能连续几分钟或数小时储存电压。当前还需要开展更多的材料研究，以增加电量输出，同时减少和燃料相互作用并储存电荷的阳极处的能量损失。

增加功能性

另一种可被集成到燃料电池中的功能是将天然气（甲烷）电化学转化为诸如甲醇等液体燃料。现有天然气制油（GTL）技术只有被大规模运用时才具有经济性。壳牌公司在卡塔尔建设的GTL发电厂每天能处理4500立方米天然气。

和在不需要时关闭太阳能电池板或者风力涡轮机不同，当供电量超过需求时，产生的多余电荷能被引导生成液体运输燃料或化学物质。在天然气井中，此类燃料电池可转化为能被点燃或排放出去的天然气。过去5年间，这种设备已在实验室中得以展示，但目前还不具备商业可行性。

关于使中温混合燃料电池变成现实，研究人员需要创建具有高传导率的固体电解质，并且发现拥有高活性和稳定性且和甲烷反应不会形成焦炭的电极材料。相较于低温聚合物电池，这些设备必须利用较少的铂催化剂和更多的掺杂燃料。同时，能应付更便宜的密封件和连接器，并且比高温固体氧化物燃料电池用的更加长久。

美国研究人员已经有了一个好的开头。2014年6月，Lemmon在ARPA-E发起“基于电化学系统的可靠电力”项目，资助金额为3300万美元。目前，项目正开始取得成果。

同时，研究人员应当通过展示高能量密度和长达10年的使用寿命，证明具有额外功能的中温燃料电池具有可行性。成本上的节约必须通过严谨的技术—经济建模得以证实。随后，研究进展将需要被升级，从单个电池变为千瓦级系统，而这需要5～10年。

原标题：挂钩安全性：储能产业成“重要一环”

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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