长时储能技术综述

  人们通常把能够储存约 8 小时到数天甚至数周能量的技术称为长时储能 (Long Duration Energy Storage，LDES)。

  在过去五年中，投资到长时储能的资金从 1 亿美元增加到 23 亿美元，增长了 36 倍。尤其是 2021 年，它为长时储能的回归奠定了基础，与前一年相比，投资资金增加了约 300%。

  1.技术方向

  LDES 技术通常属于这三类之一：机械能（Mechanical）、电化学能（Electrochemical）或热能（Thermal）。

  1.1 机械能

  机械能技术通常将能量储存为势能或动能。

  1.1.1 压缩空气（Compressed Air）

  压缩空气技术将空气压缩到地下洞穴中（充），随后在涡轮机中重新膨胀做功进行发电（放）。

  持续时间：6-100 小时

  创业公司代表：Hydrostor、Green-Y、Cheesecake Energy、Apex CAES

  1.1.2 液态空气（Liquid Air）

  液态空气技术有时也被称为低温技术，通过压缩和冷却将空气冷却至低温（充），然后使用冷热储罐使其膨胀做功（放）。

  持续时间：4-24 小时

  创业公司代表：Innovatium、Highview Power

  1.1.3 液态 CO2（Liquid CO2）

  液态二氧化碳技术将 CO2 压缩成液态（充），然后被蒸发和加热，以膨胀形式做功（放）。

  持续时间：3-16+ 小时

  创业公司代表：EnergyDome

  1.1.4 基于重力（Gravity-based）

  基于重力的技术通过提升活塞或重物（充），随后落下（放）。

  持续时间：8-24 小时

  创业公司代表：Energy Vault、Renewell、Gravitricity、Ares、EnergyBank、Gravity Power

  1.1.5 抽水蓄能（Pumped Hydropower）

  抽水蓄能技术是用水泵将水提升到上游（充），然后将水释放到下游（放）。

  这个技术最近也出现了新形式，那就是将水被打入地下并在高压下储存（充），直到地面上的阀门打开，水流出推动涡轮做功（放）

  持续时间：10-1,000+ 小时

  创业公司代表：Quidnet、MineStorage、RheEnergise

  1.2 电化学能

  电化学能就是利用不同的化学物质来储存能量，主要由阴极、阳极和电解质组成。

  1.2.1 金属-空气（Metal-Air）

  金属-空气技术所采用的阳极由纯金属（例如铁）制成，当金属阳极氧化（放）时会与环境空气发生反应，然后利用电流将铁锈转化回铁（充）。

  持续时间：8-100 小时

  创业公司代表：Form Energy、EnZinc、Zinc8

  1.2.2 新型化学材料（Novel Chemistries）

  新型化学材料技术具有传统阳极-阴极电池结构，但使用其它材料代替锂。

  持续时间：4-16 小时

  创业公司代表：Eos、Ambri、EnerVenue、e-Zinc、Enerpoly

  1.2.3 液流电池（Flow batteries）

  液流电池是一种电化学电池，两种化学成分溶解在液体中并通过膜两侧的泵进行循环。