
超导磁铁储能(SMES: Superconducting magnetic energy storage)长期以来一直被视为一种大型工艺,因为它可提供瞬间放电和理论上无限的充电周期。然而,时至今日,超导磁铁储能设备的材料成本过高,谁都难以承受,只有很少的应用。
现在,美国能源部(DOE)资助的一个项目铺平了道路,使超导磁铁储能技术可以提供兆瓦小时的能量储存。这种容量正变得日益必要,因为电网需要平衡具有间歇性的可再生能源。
美国能源部高级研究项目署能源处(ARPA - E)的一场会议在华盛顿(Washington, D.C.)举行,时间是3月2日,会上,总部位于瑞士的工程公司艾波比股份有限公司(ABB)概述了一个计划,就是搞3.3千瓦小时的概念验证型超导磁铁储能样机。这种设备的存电方式是磁场,这种磁场产生于直流电电流穿过超导导线。这种超导线圈的几何形状创造出高度的电磁场,但相对而言,只需要很少的能量就可维持磁场。能量释放需要给线圈放电。
艾波比股份有限公司正在合作的有超导导线制造商超级电力公司(SuperPower),布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory)以及休斯顿大学(University of Houston),这属于部分420万美元的美国能源部高级研究项目署能源处的资助。本集团的最终目标是开发一种1到2兆瓦小时的商业规模的设备,成本可与铅酸电池竞争,艾波比股份有限公司的项目经理拉曼南(V.R.Ramanan)说。
匹配铅酸电池的价格,会使超导磁铁储能系统比飞轮更便宜,但仍然比气泵水力(pumped hydro)和压缩空气昂贵,这是根据美国电力研究所(Electric Power Research Institute)最近的一项研究。抽水蓄能存储能量,是要抽水上山,而压缩空气存储能量的形式,是空气被压缩在地下洞穴中,这是今天的两种主导方法,可进行大规模储能。但是,这些方法仅限于一些地区,要有湖泊或其他水库,在高海拔地区,或有地下溶洞。 一个关键的优势在于,超导磁铁储能胜过其他能源存储技术,它能够迅速释放存储的能量。
“它可以从完全充电变为完全放电,没有其它技术可以做到这一点,”塞萨尔·罗高(Cesar Luongo)说,他是国际热核实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor)磁铁部高级联络员,就法国卡达拉什(Cadarache),他没有参与这一项目。