超低成本的千兆瓦級鐵鏽蝕電池儲電設施在明尼蘇達州獲批建造
蓋茨和貝索斯支持的初創公司Form Energy是電網級可再生能源存儲領域中最令人興奮的公司之一,其多日鐵空氣電池系統的成本僅為鋰的10%。一個10兆瓦/1吉瓦時的演示系統現在已經被批准。
為了使大型電網向100%的可再生能源發展,電網運營商需要聰明的、負擔得起的、實用的和生態友好的方法來儲存在不方便的時候產生的能量,然後在需求超過供應的時候釋放它。
這需要在不同的時間尺度上發生;這種電網平滑需要每天發生,而這是鋰”大電池”項目已經做得很好的一個領域。但是,鋰不太適合長期存儲;它並不適合在幾天或幾個月內保持完全充電,因此正在開發其他較慢的批量存儲選項,以緩衝能源網在多天惡劣天氣和可再生能源發電的季節性停滯。
Form Energy正在多日空間工作,將一種相對簡單的、基於鐵的鏽蝕週期的模塊化電池解決方案商業化。為這些洗衣機大小的電池模塊充電時,使用電力將鐵鏽或氧化鐵轉化為金屬鐵,並作為副產品釋放氧氣。對電池放電需要將氧氣放回系統中,並將金屬鐵變成鐵鏽,在此過程中釋放能量。
很明顯,這種反應一看就比鋰電池的瞬間高功率放電要慢。但它卻比你想像的要快;一個完整的放電週期需要大約100小時,或四天多一點。這正是城市需要的多日電池的甜蜜點,以緩衝惡劣天氣。
鐵-空氣電池的優勢是簡單而明確的。直接還原鐵是目前最便宜的鐵的形式,以前主要用於煉鋼。它非常豐富,而且完全安全。水和空氣也是如此,這是另外兩種主要成分。
這些電池可能會佔用一些體積–需要大約一英畝(0.4公頃)的土地來進行3兆瓦的發電,但它們可以持續很長時間並且完全可以回收,只需要可以再次將鐵拉出來,並輕鬆地將其出售。其結果是平準化存儲成本(LCoS),每千瓦時存儲和釋放的成本約為大型鋰電池陣列的10%。
在今年早些時候宣佈在西弗吉尼亞州建立一個7.6億美元的製造廠之後,Form Energy現在宣布了一個令人印象深刻的示範項目:一個10兆瓦/1千兆瓦時的系統將建在明尼蘇達州貝克爾市謝爾本縣發電站附近5英畝(2公頃)的土地上。
這個位置使其靠近Sherco Solar,這是美國正在開發的最大的太陽能發電站之一,建成後總容量為710兆瓦。該電池將建在Xcel能源公司擁有的場地上,該公司經營著幾家燃煤電廠,但已經將其一半以上的發電量轉為可再生能源。
這個示範電池是一個計劃的試點,Xcel公司將開始使用鐵空氣電池來取代其燃煤電廠,其方式是利用現有的傳輸基礎設施,但也應將能源釋放成本降低到當地電網已經支付的燃煤並網電力的費用左右。
“多日電池存儲有可能幫助我們更好地利用我們產生的可再生能源,同時確保電網對我們的客戶保持可靠,”Xcel公司高級副總裁Bria Shea在一份新聞稿中說。”我們期待著在我們的Sherco站點上線這個系統,並進一步了解它在我們實現100%無碳電力的更大努力中所發揮的作用。”
施工將於明年開始,該電池預計將於2025年上線。這不會是Form公司的第一個並網項目;還計劃與明尼蘇達州的大河能源公司合作,建立一個較小的1.5兆瓦系統。