美国多家机构致力于开发和研究长时储能技术

据外媒报道，锌空气电池开发商Zinc8 Energy Solutions公司日前表示，正在为纽约电力管理局（NYPA）在科罗拉多州的一个长时储能试点项目部署一种可以提供10小时持续放电时间的锌空气电池储能系统（ZESS），而这个美国国防部资助的储能系统项目已经进入物理验证和评估阶段。

Zinc8 Energy Solutions公司于2020年1月与纽约电力管理局（NYPA）签署一份合同，通过纽约电力管理局（NYPA）的竞争性创新挑战计划展示其获得专利的锌空气电池技术，该计划是与纽约大学坦顿工程学院合作进行的。

工作人员正在组装Zinc8锌空气“燃料电池”模块

纽约电力管理局（NYPA）将承担该项目中部署技术解决方案的费用，该项目旨在演示长时储能系统的使用案例，以及如何帮助将更多的可再生能源整合到该州电网中。

Zinc8公司总部位于加拿大温哥华，并在加拿大证券交易所和法兰克福证券交易所同时上市，该公司将在纽约电力管理局（NYPA）服务区域中的布法罗大学的校园内部署一个100kW/1MWh锌空气电池储能系统（ZESS），该系统主要功能是调峰，以减少该大学在电力需求峰值期间从电网获得电力，从而提供更多的可再生能源电力，减少对化石燃料依赖，并降低现场电力成本。

它还将用于帮助培训该大学的公用事业设施维护人员运营和维护储能系统的知识和技能。布法罗大学设施副总裁Tonga Pham表示，该项目除了可以进行调峰之外，研究团队也有兴趣探索更多的替代用途，其中可能包括在校园建筑物中作为紧急备用电源以及深入了解替代能源的生命周期成本。

Pham补充说，“这样的举措将极大地帮助布法罗大学寻求在2030年实现碳中和目标。”

与此同时，Zinc8公司首席执行官Ron MacDonald声称，将在2023年初开通运营的这个项目是该公司其实现锌空气电池储能系统（ZESS）解决方案商业化的一个“重大里程碑”。MacDonald在其发布的一篇博客文章中介绍了锌作为一种丰富而廉价的储能材料的发展潜力，并指出锌储量十分丰富，全球50多个国家每年可以开采1190万吨锌。

MacDonald在这篇文章中指出，“金属锌以其在镀锌钢中的工业用途而著称，锌储量丰富并且价格便宜，并且没有任何地缘政治复杂性。锌是一种可循环再造的材料，其化学特性既坚固又安全。与需要部署新的电池组才能扩展规模的锂离子电池技术不同，锌电池则能够简单地扩展储能容量，这可以通过增加电解液储罐的数量或大小和再充电锌颗粒的数量来扩大规模。锌空气电池使用大气中的氧气从锌中提取能量，这使得锌空气电池的生产成本是所有可充电电池中最低的。与其他电池相比，锌空气电池不易燃且无毒，使用寿命更长。”

Zinc8公司是少数几家希望利用锌的特性实现长时储能的公司之一，欧洲公用事业公司EDF公司也在开发锌空气电池，另一家北美储能厂商Eos Energy Storage公司也在为电网采用一种水性锌化学电池。Eos Energy Storage公司于2020年11月通过与一家特殊目的收购公司（SPAC）的合并交易在纳斯达克上市，并更名为Eos Energy Enterprises。

Zinc8公司还与纽约州能源研究与发展局（NYSERDA）合作，计划在该州部署一个试点储能项目，与现有热电联产（CHP）发电系统配套，纽约州能源研究与发展局（NYSERDA）将为该项目提供资金支持。

纽约州能源消耗巨大，其大部分发电设施都在北部地区运营，而在人口更稠密的城市中心则需要大量电力，其气候立法要求该州到2045年实现电力系统完全脱碳的目标。因此到2030年，需要部署装机容量为3GW的储能系统。

纽约电力管理局（NYPA）为该州提供约25％的电力，并最近在一项战略性长期计划中表示，希望成为促进短时储能和长时储能系统部署的“先行者”。 纽约电力管理局（NYPA）首席商务官Sarah Salati在最近接受媒体采访中表示，该州部署的3GW储能系统大部分可能采用锂离子电池，她将其描述为迄今为止行业组织的一个主要选择。但是对于未来将要出现的峰值容量应用场景，长时储能技术可以提供一个更好的选择，使电网摆脱对天然气发电的依赖。

军事设施采用钒液流电池储能系统构建的微电网研究进入第二阶段

在其他的应用场景中，由美国国防部资助的一项研究发现，钒氧化还原液流电池是减少对柴油发电依赖的潜在方法，其目前的研究正在进入第二阶段。

美国国防部与能源解决方案提供商Ameresco公司签约进行这项研究，该研究第一阶段研究了液流电池如何在军事设施的微电网中使用，而第二阶段将研究美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）中在科罗拉多州部署的液流电池储能系统运营。液流电池提供商Invinity Energy Systems公司和工程公司S＆C Electric公司参与了这项研究。

根据行业媒体在去年5月的报道，该项目的第一阶段已经确认液流电池可以提供168小时的关键负载电力供应，而其可靠性仅比柴油发电低1.6％至3％。其研究还表明，虽然液流电池比锂离子电池成本更高，但该研究报告作者认为，液流电池行业正处于发展的早期阶段，未来几年仍有可能取得进展，将会逐渐降低成本。

与锌空气电池一样，液流电池技术扩展储能容量，只要安装更大或更多的电解液储罐，就可以实现获得更大的储能容量以及更长的持续放电时间。美国能源部长Jennifer Granholm最近在Twitter上指出，液流电池储能系统更有利于电网运营，美国能源部将为此提供资金为电池的制造和技术创新提供支持。

Ameresco公司已经为美国军方等联邦机构部署包括能效升级、可再生能源和电池储能系统等多项能源项目，该公司表示，如果研究项目的第二阶段进展顺利，未来可以在美国国防部的一个军事设施现场部署一个液流电池储能系统。

在通过这个项目探索钒液流电池技术的同时，Ameresco公司还通过相同的筹资机制部署另一个储能项目，以展示在建筑物内使用溴化锌液流电池储能系统的情况。