在新泽西州德普特福德(Deptford)的一个车库里,贾森·休斯(Jason Hughes)在去年花了大半年的时间,从一辆报废的Model S型特斯拉上拆下约635千克重的电池,将其改造为一个叠层阵列(stacked array),用来存储他设计制作的太阳能系统所生产的能量。
贾森·休斯是一位31岁的金融交易员。他并不想拯救世界,但当他发现目前的标准电池达不到他的要求时,他想改变这一现状。他所希望的理想电池,不存在间断性问题,这样无论白天黑夜、刮风下雨,只要他需要,他随时都可以使用太阳能风能这些清洁能源。
虽然休斯花掉了2万美元,还耗去上百个小时修改,他改造的这块特斯拉电池,终于可以达到他所需要的电力容量。“这将成为我的电力公司。”他说。
在休斯对电池的痴迷和野心里,还有着更为宏大的设想。他想改造电池,并将其打造为能深刻改变全球能源模式的元素。休斯的这项奋斗,就好比制造原子弹的曼哈顿计划的高科技时代版本。
想一想位于芝加哥郊区的储能研究联合中心(the Joint Center for Energy Storage Research)那些还没成功的努力。
负责美国能源部支持的电池研究科研中心的白发科学家乔治·克拉布特里(George Crabtree)对彭博社介绍,他们希望在五年内能制造一个或多个不同类型的电池,“成本只有五分之一,储存能量却是现有电池的五倍”。
哈佛大学、麻省理工学院、特斯拉等领先的高校、技术公司和初创企业都希望参与其中。一些正试图将iPhone和电动车辆内的标准锂电池的容量翻倍,并大幅降低成本。另一些正采用新颖的化学物质,处理规模庞大的电池系统,使其能便宜地储存足够能量以助力整座城市的电力。
“电池企业有改变世界的能力,这令我们很兴奋。”Imergy电力系统公司的CEO比尔·沃特金斯(Bill Watkins)像一位改革家那样说道。这家公司位于加州弗里蒙特,早些年在公共事业的电池业务开始起步。
沃特金斯曾出任过希捷科技的首席执行官,这是全球最大的计算机数据储存商。沃特金斯表示,电池革命也会像计算机数据存储升级的路径一样,价格随之下降。1980年,淘汰掉软盘的希捷5兆硬盘价格为1500美元。而现在,2TB的数据驱动器,相当于200万兆,零售价还不到200美元。
电池革命的主要驱动力是屋顶和其他形式太阳能的巨大增长,还有可再生能源倡导者的觉醒。可再生能源倡导者认为,存储技术拖了能源变革的后腿。
去年,全美太阳能发电相当于350万美国家庭当量,占全部新增电力装机容量的34%。据风能基金会的统计数据,风能设备产生的电力足够约1470万美国家庭使用,差不多相当于52家煤耗发电厂的供电量。
日益提升的电池容量和降低的成本,可以消除可再生能源的体量限制,节能减排成为应对气候变化的强有力武器,并给赢家带来数十亿美元的利润和好名声。
不稳定是可再生能源致命的缺陷。太阳能会随太阳下山而减弱,风能会因为风停了而消失。所以,存储多余能量以备不时之需,对于可再生能源显得尤为重要。
“阻碍太阳能和风能的不是它们的可用性,而是远远落后于生产技术的可再生能源储存技术。”美国电池研究科研中心的克拉布特里说。
早在十多年前,就有研究人员指出,电池存储和成本下降将获得重大突破。但至今没能实现。“在电池技术的所有推动中,其中有多少是真实的?一切都有待观察。”达尔豪斯大学教授杰夫·达恩(Jeff Dahn)说。这位教授一直致力于制造更强劲更便宜的锂离子电池。
虽然像休斯这样的狂人对挖掘电池潜能兴奋不已,但他们的存在也证明了廉价的大容量家用电池尚未进入家庭。