北京時(shí)間1月23日消息，隨著有關(guān)氣候變化的報(bào)道日益升級(jí)，找到一種產(chǎn)生并存儲(chǔ)能源的環(huán)保方式變得越來(lái)越重要。考慮到風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能等并不穩(wěn)定，人們顯然需要實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能多元化。

蘇格蘭科學(xué)家小組日前提出利用海床深處的一層多孔巖石中的壓縮空氣來(lái)打造蓄電池。該提議通過(guò)可再生能源來(lái)壓縮和儲(chǔ)存空氣，在需要時(shí)將“瓶塞”打開，讓逸出的空氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)來(lái)重新發(fā)電。受到極端壓力的限制，空氣會(huì)留在原地，不會(huì)自行散開。

該小組研究人員本周在《自然能源》(Nature Energy)雜志上公布了這項(xiàng)名為“多孔介質(zhì)壓縮空氣儲(chǔ)能”(PM-CAES)計(jì)劃的細(xì)節(jié)。這是一種聽起來(lái)很簡(jiǎn)單的技術(shù)組合，但卻能夠嚴(yán)重影響一個(gè)國(guó)家的能源生產(chǎn)，并緩解將全球氣候推向極端的趨勢(shì)。

壓縮空氣的優(yōu)勢(shì)

目前，該計(jì)劃只是建立在理論層面，論文只是對(duì)這一理念在可行性方面進(jìn)行了數(shù)字運(yùn)算。

研究人員使用北海水域深處的砂巖，對(duì)PM-CAES系統(tǒng)如何在英國(guó)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行了特別研究。他們查看現(xiàn)有的地質(zhì)記錄來(lái)模擬地形，并假設(shè)空氣“井”將在物理上接近他們將要儲(chǔ)存的能源——例如海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

據(jù)研究人員透露，這確實(shí)可行。研究結(jié)果表明，PM-CAES是一種具有潛在可行性的大規(guī)模跨季節(jié)電力存儲(chǔ)技術(shù)，這對(duì)80%以上的發(fā)電能力由可再生能源提供的電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。對(duì)英國(guó)進(jìn)行的特別研究還發(fā)現(xiàn)，潛在的存儲(chǔ)容量大約相當(dāng)于英國(guó)2017年1月和2月用電量的160%(77-96 TWh)，能量轉(zhuǎn)換效率為54% - 59%。因此，該系統(tǒng)可以有效地滿足整個(gè)英國(guó)在寒冬里兩個(gè)月的電力需求，要知道此時(shí)的電力需求已經(jīng)比夏季高出25%。此外，由于PM-CAES所需的基礎(chǔ)設(shè)施主要是水下的巖石，以及一個(gè)規(guī)模非常小的地面工廠用于注入壓縮空氣后抽取發(fā)電，因此，該系統(tǒng)對(duì)環(huán)境影響不大，土地或水資源有限的地區(qū)也將從中受益。

解決方案所需條件

不過(guò)，PM-CAES系統(tǒng)推行還存在一定的困難。要達(dá)到這一效率水平，該系統(tǒng)將需要大約7000口新“井”。這是一個(gè)不小的數(shù)字，正如研究人員指出的那樣，北海歷經(jīng)40多年的石油鉆探，也不過(guò)才生成1.1萬(wàn)口左右的油井。但是，一個(gè)國(guó)家在電力生產(chǎn)方面進(jìn)行的任何變革都需要大量的投資。

這雖然存在一定的難度，但并非不切實(shí)際。事實(shí)上，把空氣儲(chǔ)存在地下深處以轉(zhuǎn)化為未來(lái)電力的基本想法在德國(guó)和美國(guó)已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這兩個(gè)國(guó)家都有壓縮空氣蓄能能源工廠，利用舊鹽礦儲(chǔ)存壓縮空氣。因此，這是一項(xiàng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)。

當(dāng)今人類需要認(rèn)真對(duì)待遏制全球變暖的影響，減少基本電力需求的排放量，這顯然是一個(gè)值得考慮的方法。研究人員還指出，可以在北海的巖石中選擇特定的地點(diǎn)展開更多研究，從抽水蓄能到傳統(tǒng)電池，還沒(méi)有哪類技術(shù)能像PM-CAES這樣在規(guī)模和效率上發(fā)揮如此大的作用。

基本上，這只是一個(gè)需求意愿是否足夠強(qiáng)烈的問(wèn)題。如果幸運(yùn)的話，這些地球科學(xué)家將環(huán)境變得更惡劣之前找到解決辦法。

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