洛杉矶——冰能公司为21世纪的电力挑战提供了一个新颖的解决方案:制作冰棒。
换句话说,该公司希望在夜间在类似冰箱的箱子中冷冻水,这些箱子与商用空调相邻,然后在白天融化它,此时电力需求最高。从理论上讲,这将允许温暖气候中对空调需求量大的商业建筑在热浪期间减少能源使用,方法是在仍然从融化的冰中向建筑物提供冷空气的同时,关闭空调。
经过七年的开发和测试,这家总部位于科罗拉多州温莎市的公司最近与此处的南加州公共电力管理局签署了一项协议,在该公用事业公司在洛杉矶周围的服务区域内的1,500个地点部署约6,000个冰棒制造装置。冰能公司表示,这些名为“冰熊”的装置将通过避免使用所谓的调峰发电厂(仅在需求最高时开启),为该公用事业公司带来30%的燃料减少。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
该公司表示,在南加州和其他温暖地区,好处很多,因为这些地区在较热的月份严重依赖空调。 避免高峰电力也意味着在加州电网在热浪期间承受压力时,减少从州外进口的燃煤电力。
冰能公司首席执行官弗兰克·拉米雷斯在一次采访中说:“电力受制于必须在发电时使用的核心原则。 我们真正利用的是大自然每天通过其自转赋予我们的东西:夜间较冷的温度。”
拉米雷斯喜欢将他们的技术称为“储能”,但实际上,冰熊只是一种在能源更便宜、更充足时使用能源的方式。 这样做可以为公用事业公司节省资金,减少温室气体排放,并为暖通空调技术人员和制造商创造更多蓝领工作岗位。
成本是多少? 南加州公共电力管理局为这6,000台装置支付了约1亿美元,这个价格包括冰能公司的维护保证,该公司计划分包给暖通空调专家,以及与配电网络的智能电网协调。
表面上看这似乎价格昂贵,但拉米雷斯坚称,这项投资将在20年内为公用事业公司节省高达20%的燃料成本。 而且,正如他喜欢指出的那样,这笔投资没有得到联邦或州政府的支持,这与许多竞争对手的新技术倾向于争夺补贴不同。
拉米雷斯说:“我们是第一个独立的能源效率技术,不需要政府援助或补贴即可使用。”
并非普通的制冰机
这就是冰熊的工作原理:它在充电和冷却之间波动,在夜间冷冻450加仑的水(这个过程可以说“储存”了电力),然后在白天逆转过程。 冷空气通过已有的管道系统输送到建筑物中。
有些人将这项技术比作混合动力汽车,混合动力汽车依靠电池来关闭内燃机,直到电量耗尽,然后发动机重新启动。 同样可比的是地热热泵,地热热泵在斯堪的纳维亚半岛和其他寒冷国家广泛用于在寒冷的月份为房屋供暖。 与冰熊一样,这种系统在某种意义上就像冷冻机,泵的背面(散发热量)内置在房屋内部,而水冻结发生在外部。
物理学家简·奥拉夫·冈德森解释说,将水转化为冰是从H20中去除热量的一种手段。 然后热量通过冷冻装置的背面排出,使房屋变暖。
挪威国民冈德森说:“在挪威,几乎所有新房屋都由内置在墙壁中的热泵供暖,‘冷冻机的背面’在房屋内部,‘冷冻机’在房屋外部。 家用冷冻机是一种典型的热泵,加热您房屋最便宜的方法是将冷冻机装满水,然后在水变成冰的形式时,将冰块扔到您的房屋外面,然后再次将冷冻机装满水。”
冰能公司似乎有意利用相同的简单系统,只是反过来,拉米雷斯欣然承认他的技术最适用于温暖的气候。 从冰变回水的转化过程中会损失能量(高达15%),但拉米雷斯表示,白天到夜晚15华氏度或更高的温差使该产品实现能量中性。
拉米雷斯说:“在加州大部分地区,平均温差[白天和夜晚温度之间的差异]为22度。 我们拥有通过较冷的温度来排出热量的天然优势,而不是运行必须克服白天热量的空调。”
至于供水,冰熊加注一次水后就永远不会再加注。 拉米雷斯坚称,这个概念是任何其他名称的存储,只是不是人们倾向于预期的那种存储。
拉米雷斯拿起混合动力汽车的比喻说:“它是一个装满水的电池。 我认为你可以得出结论,没有什么能比存储介质更便宜。”
访问国会山
拉米雷斯说,加州是将其冰熊推向市场的理想场所,还有另一个原因:该州已将可再生能源组合标准写入法律,到2010年达到20%,到2020年达到33%。
拉米雷斯引用北美电力可靠性公司关于风力发电的报告说,在加州没有人愿意承认像风能这样的间歇性能源在高峰电力期间往往是最弱的。 换句话说,在最热的时候,风往往不会那么大。
这将使风能在炎热、无风的日子里成为不可靠的能源,在这些日子里,某种存储介质可能会抵消这种现实。 拉米雷斯说:“风的最大输出与峰值呈180度异相。 它本质上是可变的,并且通常在你不需要它的时候吹。”
因此,对于这位高管来说,答案是将冰储能与可再生能源配对作为互补技术。 他还表示,他的机器的分布式特性意味着通过输配电减少电力损失,此外还更多地依赖基本负荷电力,这比调峰电力更有效。
拉米雷斯说:“空调需求是调峰电力问题的根源”,他指出,最近在南加州,由于环境正义活动家不希望在低收入社区建造这些电厂,导致14个调峰装置受阻。
至少一位著名的立法者,众议院议长南希·佩洛西(民主党,加利福尼亚州)已经成为信徒。 佩洛西最近邀请拉米雷斯向众议院民主党核心小组发表演讲,他在那里向民主党人做了与他向这位记者提出的几乎相同的推介。
下一步是什么? 拉米雷斯说,他正在与洛杉矶水电局——美国最大的公用事业公司——洽谈一项协议,该协议可能会使南加州公共电力管理局的安排相形见绌。 这些讨论的重点是在南加州建立一家制造工厂,这对于一个面临12%失业率的州来说是当务之急。
这样的交易可能会效仿特斯拉汽车公司,这家总部位于硅谷的电动汽车制造商最近同意在南加州设立一家制造厂,以换取税收减免以促进生产(Greenwire,2009年10月29日)。
拉米雷斯说:“我们将与[洛杉矶市长安东尼奥·维拉莱戈萨]和洛杉矶水电局讨论在南加州建厂可能需要什么”,他补充说,如果冰能公司从该公用事业公司获得足够大的项目承诺,那么在加州建立工厂是可能的。
经 Environment & Energy Publishing, LLC 许可,转载自 Greenwire。www.eenews.net, 202-628-6500