应对气候变化的许多努力都集中在减少二氧化碳排放上。然而，意大利初创公司EnergyDome采取了不同的方法。他们开发了一种名为“CO2电池”的技术，可以在高压下储存二氧化碳气体。当电力过剩时，气体就会储存在这些电池中。之后，当需要电力时，储存的气体被释放并通过涡轮机发电。 使用二氧化碳的优点之一是它可以在室温下压缩成致密的液体状形式。相比之下，类似系统中使用的其他气体需要低温才能达到相同的效果。EnergyDome已经在撒丁岛建造了一个小型设施来测试他们的技术，目前正在努力在更大的商业规模上实施该技术。 能源穹顶(EnergyDome)的领导者克劳迪奥·斯帕达西尼(ClaudioSpadacini)设想，这些穹顶状结构将成为向清洁能源过渡的象征，就像风车和太阳能电池板一样。通过以这种创新方式利用二氧化碳，EnergyDome旨在为全球迈向更可持续的未来做出贡献。

EnergyDome是一群充满希望的公司的一部分，该公司致力于彻底改变长期储能(LDES)。这些技术在支持间歇性可再生能源方面发挥着至关重要的作用，特别是在努力消除化石燃料和核电站使用的系统中。正如该领域专家麦肯锡的GodartvanGendt所解释的那样，LDES能够实现从依赖电网60-70%可再生能源过渡到实现100%可再生能源并网。 然而，需要大量的能量存储来满足这些目标。存储系统的评估基于两个相互关联但又截然不同的因素:电力输送容量和储能容量。为了说明这种区别，让我们考虑一下广泛使用的可满足世界上大多数LDES需求的技术:抽水蓄能水电(PSH)。在这种方法中，当电力充足且廉价时，水被泵送到高架水库。在电力短缺期间，水被释放，流回较低的水位，并在此过程中通过涡轮机发电。 通过了解PSH等储能系统背后的原理并探索EnergyDome所追求的创新解决方案，我们可以推进有效的LDES技术的开发，从而实现可再生能源的广泛采用并减少对传统电源的依赖。

抽水蓄能水力发电（PSH）系统的发电能力取决于水轮机尺寸和上下水位之间的垂直距离。目前，全球PSH系统的总额定功率约为165吉瓦(GW)。另一方面，这些系统的储能能力取决于上部水库可储存的水量。目前PSH系统的储能容量约为9,000吉瓦时(GWh)或9太瓦时(TWh)。 在行业组织LDES理事会委托编写的一份报告中，vanGendt先生和他的团队模拟了到2040年实现全球净零排放的最具成本效益的途径。他们确定能源系统应能够提供1.5至2.5太瓦(TW)电力并存储85至140太瓦时(TWh)能量。从这些数字来看，目前美国的总发电量约为1.1太瓦时，140太瓦时约占欧盟年用电量的5%。尽管这些数字很大，但报告认为，通过大量投资是可以实现的。 通过了解PSH等储能系统的规模和潜力并对其开发进行投资，我们可以努力实现雄伟的可再生能源目标，并对全球减排产生重大影响。

虽然抽水蓄能在能源转型的其他领域显示出指数级增长，但在长期储能(LDES)技术中实现类似的扩展提出了挑战。过去十年，全球风力发电量增加了四倍，太阳能发电量增加了近18倍。这表明抽水蓄能发电能力在几十年内有显着增长的潜力。 然而，实际考虑使情况变得更加复杂。风能和太阳能通过大规模生产受益于规模经济，并且起点相对较低。相比之下，抽水蓄能系统是独特的项目，许多合适的地点已经被利用。其余的有利地点通常远离电力需求最高的地区。此外，开发抽水蓄能项目需要较长的项目开发时间、较高的资本成本，并且通常面临当地环境问题的反对。业界预计未来十年产能将增加50%，但在二十年内实现十倍增长似乎不太可能。 虽然抽水蓄能仍然是能源转型的重要组成部分，但克服实际限制并使长期储能技术的范围多样化至关重要。通过探索EnergyDome的二氧化碳电池等创新方法并投资多样化的解决方案，我们可以在实现未来可持续和可靠的能源系统方面取得进展。

此外，储能不仅可以作为随着时间推移转移可再生能源的手段，还可以确保电网稳定性和本地化能源供应，从而避免拥堵和对长距离传输的依赖。抽水蓄能（PSH）可以实现第一个目的，但无法满足其他目的。 另一方面，替代存储解决方案可能会经历更快的增长率，与太阳能或海上风电领域观察到的增长率相当。然而，这些替代方案面临着从初始开始的挑战。根据研究公司彭博新能源财经(BNEF)发布的《全球储能展望》报告，预计未来十年，非PSH储能在电力输送和储能方面将增长20倍。尽管如此，预计到2030年发电量将仅达到1太瓦时(TWh)。 当我们探索各种存储技术并克服其最初的局限性时，继续投资开发非PSH存储解决方案至关重要，这些解决方案可以有效满足电网稳定性、局部能源供应和避免拥塞的多方面需求。这将使我们能够实现更具弹性和灵活性的能源系统，有效支持向清洁和可持续能源的过渡。

电化学存储是指在不同类型的金属和化学品之间观察到的电压差异。几个世纪以来，电化学电池一直被使用，但许多研究人员现在相信新颖的设计和材料具有新突破的潜力。美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的科学家以其早期在锂电池化学方面的研究而闻名，他们正在利用人工智能分析数十万种潜在的电池材料，旨在发现创新的想法和解决方案。 5月16日，联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯发表了一份独特的声明，他甚至呼吁建立“全球电池存储联盟”，以加速电池技术的创新和广泛部署。认识到储能在推动可持续发展和应对气候变化方面的重要性，古特雷斯的呼吁强调需要集体努力推动电池技术的进步。 通过将劳伦斯伯克利国家实验室等尖端研究与全球合作和人工智能的应用相结合，我们可以释放能源存储的新可能性，并加快开发和部署更高效、可靠和可持续的电池解决方案。

电池并不总是必须是包含所有必要化学物质的紧凑包装。另一方面，液流电池将化学物质存储在外部储罐中，并在充电和放电期间将其泵入电池。水箱的大小决定了可以存储的能量的大小。尽管这种方法对于笔记本电脑或汽车来说过于庞大，但当应用于网格规模存储时，它就变得可行。 位于俄勒冈州的ESS公司开发了一种液流电池，该电池利用现成的材料，即铁和盐。在充电过程中，盐类转化为电极上的铁沉积物。放电时，铁溶解，以电荷的形式释放储存的化学能。FormEnergy是另一家由特斯拉能源存储部门领导者共同创立的公司，该公司也将铁纳入其工艺中，该公司将其称为“可逆生锈”。他们的设备大约有洗衣机大小，在放电时从空气中吸收氧气，将铁转化为铁锈。在充电过程中，他们施加电流来逆转该过程，将铁锈转化回铁，同时释放氧气。该公司声称能够储存长达100小时的电力，并将在计划于明年进行的试点项目中得到检验。 这些利用铁和盐液流电池的创新方法展示了长期储能的潜力，特别是对于电网应用。通过利用丰富且具有成本效益的材料（例如铁），这些公司正在为更实惠和可扩展的能源存储解决方案铺平道路，这些解决方案可以增强电网稳定性并支持更大规模的可再生能源整合。

蓄热技术也正在蓬勃发展。例如，Antora采用将碳块加热至高达2,000°C的温度的方法。储存的能量可用于加热管道中的蒸汽或空气。该公司甚至声称，这些温暖的块发出的辐射热可以直接射向光伏电池来发电。RondoEnergy采用了不同的方法，利用由创新材料组成的电池块，加热至1,200°C以上。随后，当工业客户需要时，储存的能量可以直接作为热量释放，或者可以用来产生为涡轮机提供动力的蒸汽。 在蓄热领域，位于马萨诸塞州的马耳他公司以其开创性的电热系统处于领先地位。该系统在充电阶段充当热泵，将电能转化为热量并将其存储在熔盐中。在放电阶段，它作为热机运行，利用储存的热量发电。 这些创新的热存储解决方案为有效利用热能提供了有前景的机会。通过储存高温热能，这些技术可以为各种工业应用提供热量或通过高效的转换过程发电。随着我们进一步探索和完善这些方法，热存储系统有可能在提高能源效率和支持向更清洁、更可持续的能源过渡方面发挥重要作用。

在各种技术中，化学品储存是最具变革性的技术之一。它涉及利用电力来生产随后可用于发电机或发动机的化学物质。一种直接的方法是利用可再生能源来运行电解槽，将水分解成氧气和氢气。然后可以储存氢气以供以后使用。欧洲研究小组马克斯·普朗克化学能转换研究所的罗伯特·施勒格尔提出了一个重要问题:“虽然电池能发挥其作用，但跨季节的长期存储又如何呢？”他认为，随着偏远地区可再生能源发电量的增加，氢将在储存多余电力以供未来使用方面发挥越来越重要的作用。此外，它还可以作为生产合成柴油或氨等更复杂燃料的起点。 化学存储为解决与长期能源存储相关的挑战提供了一条有前途的途径。通过将电力转化为可储存的化合物（例如氢气），可以在需要时有效地储存和利用可再生能源。这不仅能够长期储存电力，而且还为先进燃料的合成提供了机会，有助于能源格局的多样化。随着化学储存技术的发展，我们距离更加可持续和灵活的能源系统越来越近，该系统可以支持可再生能源的广泛采用。

化学品已被证明对于长期储存非常有效。意大利管道运营商Snam承诺投资高达50亿欧元用于能源存储，并强调天然气存储设施可以安全地长期存储氢气。荷兰公用事业公司Gasunie正在利用格罗宁根附近的盐穴来储存氢气，格罗宁根拥有欧洲最大的天然气田。同样，犹他州的一家燃煤公用事业公司山间发电局拥有一个盐穴，计划用可再生氢气填充。这些储存的氢气随后可用于翻新的燃煤发电站，以弥补可再生能源断电时的能源供应缺口。 在这些例子中，化学品储存的多功能性是显而易见的。通过利用现有基础设施并利用储气库和盐穴等安全存储方法，可以有效存储氢气并在需要时使用。这种方法可以将可再生能源与现有系统集成，即使在可再生能源不发电的时期也能确保可靠的能源供应。随着可再生能源的采用不断扩大，化学存储在维持稳定和可持续的能源网方面的作用变得越来越重要。

原标题：在碳中和政策下，全球掀起长期储能赛道