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| 谷歌將利用巨型二氧化碳穹頂儲存能源 |
| 來源：Singularityhub 時間：2025/8/29 |
科技企業正斥巨資投入各類新型能源領域，涵蓋風能、太陽能，再到新一代地熱能、核能，乃至核聚變能源。但這些電力若無法儲存并按需調配，其實沒多大用處 —— 對于風能、太陽能這類間歇性能源而言，情況尤其如此。意大利公司 Energy Dome 提出了一種新穎的解決方案，且近期已與谷歌簽署協議，將為這家科技巨頭建造多座儲能設施。
Energy Dome 的電池系統利用二氧化碳(CO₂)儲能：當電力供應充足時，二氧化碳以液態形式儲存能量;當電力供應短缺時，液態二氧化碳被重新轉化為氣體，在此過程中驅動渦輪機，從而釋放能量。
該技術屬于壓縮空氣儲能技術的一種。早在 20 世紀 70 年代末，德國就建成了首座公用事業級壓縮空氣儲能設施，這項技術自此便已存在。Energy Dome 對傳統系統進行了創新改造，用二氧化碳取代了普通空氣。盡管二氧化碳因加劇氣候變化問題而廣受詬病，但事實證明，這種溫室氣體在儲能領域卻具備一定優勢：它的能量密度高于空氣，且在加壓條件下可于常溫下液化。
以下是 Energy Dome 儲能系統的工作原理：
二氧化碳首先以氣體形式儲存在巨型穹頂中。當能源價格低廉且供應充足時 —— 即陽光充足、風力強勁的時段 —— 這些氣體被泵入壓縮機。在壓縮機內，二氧化碳會釋放熱量(這些熱量會被單獨儲存)，并轉化為液體，最終儲存在碳鋼儲罐中。當太陽落山或風力減弱，但人們仍需開空調或使用 ChatGPT 查詢信息時，蒸發器會利用之前儲存的熱量，將液態二氧化碳轉化為加壓氣體。這些氣體如同高壓鍋中噴出的蒸汽般高速噴射，驅動渦輪機運轉，進而產生電能。
鋰離子電池是風電場和太陽能電站電能儲存的首選方案，但這類電池一次只能持續放電數小時。過去幾年，鋰離子電池的最長持續供電時間僅為 4 小時，即便近期技術有所突破，也只能將這一時長提升至 8 小時。但即便如此，若出現連續多日無陽光(導致太陽能發電中斷)的情況，這一時長仍不足以滿足用電需求。
Energy Dome 的二氧化碳電池被視為一種長時儲能(LDES) 解決方案。長時儲能系統的定義是，能夠以穩定功率持續供電 10 小時及以上的儲能系統。該公司表示，其二氧化碳電池的持續供電時長可達 24 小時。此外，由于液態二氧化碳可在常溫下儲存，相比傳統壓縮空氣儲能系統，該電池系統占用空間更小、能量密度更高(不過其 “穹頂” 本身絕非小巧玲瓏)。該公司創始人保羅・卡瓦利尼(Paolo Cavallini)稱，二氧化碳電池 “使用壽命可達 30 年，且無任何性能衰減”。
這種技術方案前景廣闊，但要實現預期運行效果，可能面臨一些工程層面的挑戰。例如，伯明翰大學(Birmingham University)能源系統與儲能領域副教授愛德華・巴伯(Edward Barbour)曾在 2022 年向《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review)表示，要讓熱交換器在數十年間持續正常運轉，可能頗具難度。
目前，Energy Dome 在意大利已有一座商業規模的工廠投入運營。該工廠由比爾・蓋茨支持的 “突破能源”(Breakthrough Energy)以及歐洲投資銀行共同資助，裝機容量為 20 兆瓦，儲能循環時長為 10 小時。該公司表示，其供電能力可覆蓋 1.4 萬戶家庭(此處特指意大利家庭，其能耗低于美國家庭)。
谷歌尚未披露與 Energy Dome 合作協議的財務細節，但這家科技巨頭在一份新聞稿中表示，計劃在多個國家支持此類商業項目，并認為這些項目 “能在 2030 年前為其運營所在地區的電網開發新的清潔能源”。
看好二氧化碳電池的并非只有 Energy Dome 一家。美國能源部已向聯合能源公司(Alliant Energy)提供 3000 萬美元撥款，用于在威斯康星州建設 “哥倫比亞儲能項目”，該項目將授權使用 Energy Dome 的核心技術。
未來幾年，全球電力需求將持續增長。然而，建造新型發電設施以滿足需求只是能源解決方案的一部分，儲能則是另一關鍵環節。從目前來看，Energy Dome 已占據有利地位，有望助力填補全球儲能領域的空白。
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