食盐水储能：“蓝色电池”要来了吗？

“蓝色电池”作为储能使用，能随时储存转化出电能，并能够“因地制宜”地使用，这是“蓝色电池”的创新突破。但如何在“百花齐放”的储能市场脱颖而出，可能是“蓝色电池”当下面临的巨大挑战。

近日，《福布斯》发布了工业制造领域“30位30岁以下杰出青年”（“30 under 30”）名单，研发出可规模化储能的盐水储能电池——“蓝色电池”的岑嘉俊榜上有名。“蓝色电池”是什么？混合食盐和水，要如何实现储能？盐水电池是否能与现有可再生能源结合？ “蓝色电池”的未来在哪里？带着这些问题，记者采访了荷兰能源公司Aqua Battery共同创始人、青年科学工作者、化学工程博士岑嘉俊。

“'蓝色电池'最大的特点在于它仅仅使用了盐水，以及一种特制的离子交换半透膜，原料廉价易得，在规模化储能的同时安全性也得到了保障。”岑嘉俊说。

“蓝色电池”的概念由来已久。早在1954年，海水盐差能，也就是“蓝色能源”的概念就由英国工程师提出，利用海水与淡水或两种含盐浓度不同的液体两相混合产生的化学电位差能就可以用于发电。此前，欧洲研究人员也已做过相应尝试。据资料显示，最初的“蓝色能源”构想是利用约旦河河水与死海盐水的混合进行发电，但直到1970年代，人造半透膜实现商业化使用之际，这一设想才成为了可能。到2009 年，挪威国家电力公司（Statkraft）在挪威托夫特开设了第一个利用这一原理发电的“蓝色能源”电厂，但由于发电规模太小，最终因成本过高而难以维持。

此外，将“蓝色电池”作为储能使用，能随时储存转化出的电能，并能够“因地制宜”地使用，这是“蓝色电池”的创新突破。据岑嘉俊介绍，“蓝色电池”在用于储能过程时，运用了两个简单的物理原理，也就是电渗析和反电渗析。“蓝色电池”的充电过程用到的是电渗析原理，利用光伏、风电等可再生能源转化出的电能，使盐水中离子通过一层特制离子交换膜进行分离，从而产生一股盐水和一股清水，分别储存两个单独的水箱中；而当盐水和清水混合之时，含盐浓度不同的液体之间产生的化学电位差就能够产生相应电流。基于这种原理，“蓝色电池”能够储存可再生能源产生的电力，并在需要的时候释放出来。

值得一提的是，与使用稀有金属的锂电池、钒液流电池，以及使用重金属铅的铅酸电池相比，“蓝色电池”最大的优势就在于有可持续、性价比高的特点。岑嘉俊指出，“它的储能介质成本非常低，尤其是当我们将其规模扩大到超过1兆瓦时时'蓝色电池'的平准化能源成本可以低于 0.05欧元/千瓦时，它既安全又环保。即使在电池液溢出或短路等事故发生时，也在引入部分盐水、'蓝色电池'的水溫仅升高约1摄氏度的情况下解决。此外，利用标准化单元'蓝色电池'在规模化上没有问题。”

“储能市场非常多样化。小规模储能目前有锂离子电池和铅酸电池，大规模储能目前有抽水蓄能电站(PHES)和压缩空气储能(CAES)，但这些电池尚不能完全满足实际应用要求。针对中型储能市场，我认为'蓝色电池'是有机会的。”岑嘉俊说。

“在创业过程中，第一个障碍是将一个新概念转化为产品，然后找到这一产品的细分市场。2012年，中型固定储能电池市场还不存在，也就是1千瓦-100千瓦发电量和100千瓦时-10兆瓦时储能容量的系统，直到最近几年这一细分市场才开始发展。”岑嘉俊说。但随着可再生能源市场在欧洲迅速扩张，为确保可再生能源的持续供应，避免破坏电网的稳定，许多欧盟国家都认识到能源储存的必要性，并为开发电池技术提供了资金。“幸运的是，当我开始研究'蓝色电池'时，可再生能源市场开始蓬勃发展，我也赶上了这一波补贴发放来发展'蓝色电池'。我的目标是在2020年建成一条生产线。”

据介绍，Aqua Battery目前正在建设第二座大规模示范试点项目，在荷兰水务委员会拥有的一座太阳能公园中建造一个“蓝色电池”系统，一旦建成这一储能系统发电功率为1千瓦，储能容量为35千瓦时。针对中国市场，出生于广东佛山的岑嘉俊也表达了相当大的兴趣。“如果未来有机会，我当然希望能将我在国外发展的技术带回中国。”