随着绿色能源慢慢主导电力供应，全世界都将需要大规模的储能来应对可再生能源发电的间歇性和不稳定性。

二氧化碳是造成地球迅速变暖的最主要的温室气体。但它也具有有用的特性，当它从气体转化为液体时，可储存来自可再生能源的电力，液体回到气体，又可以释放能量发电。这一特性使得二氧化碳有机会成为气候危机的解决方案之工具。

图说：Energy Dome在意大利撒丁岛推出世界上第一个二氧化碳电池

来源：Energy Dome

意大利初创公司 Energy Dome正是利用二氧化碳的这一属性，来储存并调度可再生能源产生的电力。Energy Dome 于 2020 年 2 月开始进行二氧化碳储能电池初始阶段的运行测试，仅用了两年多的时间就从概念发展到了多兆瓦级的全面测试。

2022 年 6 月 8 日，Energy Dome宣布在意大利撒丁岛成功启动其首个2.5MW/4MWh电网级二氧化碳电池储能设施，这意味着二氧化碳电池已进入商业规模化阶段。

这一里程碑标志着二氧化碳储能技术已经降低风险，加上其可长期储存并快速释放可再生能源的特点以及成本不到大型锂电池一半的优势，使其成为市场上又一种可供选择的长期商业储能技术。

01二氧化碳储能电池如何运行

二氧化碳是少数可以在环境温度下在压力下冷凝和储存为液体的气体之一，因此，正如 Energy Dome所介绍，它是在封闭的热力学过程中经济高效地储存能量的完美流体。它允许高密度能量存储，而无需达到极低的温度。

Energy Dome 的二氧化碳储能电池是一个封闭系统，储能持续时间为 4-24 小时，它使用可再生能源来压缩二氧化碳，直到它凝结成液体。当二氧化碳在气体和液体之间转换时，Energy Dome 使用封闭的热力学系统来存储和释放电能，从而实现高效且具有成本效益的能量存储。

二氧化碳电池充电过程首先将商业供应商提供的二氧化碳气体储存在一个密封的穹顶中。当可再生能源提供的能量被输入系统时，它会推动气体通过压缩机将其冷凝成液体，而来自这种压缩的热量会被捕获并储存起来供以后再次使用。

图说：Energy Dome二氧化碳电池充电过程

来源：Energy Dome

二氧化碳电池的放电过程中，当需要释放能量时，储存的热量被用来再次蒸发液态二氧化碳，当它变成气体并返回圆顶时，它的膨胀会驱动涡轮机产生能量并将其送回电网。然后将未压缩的二氧化碳气体储存在一个柔性的穹顶中，在环境温度和压力下供以后重新使用。

二氧化碳电池系统不需要使用周围的空气，而是需要一个装有大型柔性气囊的穹顶，它将 CO 2储存在一个封闭的系统中。但这是一种低成本的组件，只需要一种坚固而柔韧的 PVC 涂层纺织品，这种纺织品已经生产用于沼气厂。

这中穹顶可以以多种不同的尺寸和配置运行，目标全规模工厂可储存200兆瓦时能量，在需要时可提供高达20兆瓦的能量。

02二氧化碳电池的特点

通过在环境温度下以液相形式储存能量，Energy Dome二氧化碳储能电池显著降低了与压缩空气储能（CAES）相关的典型储存成本，由于压力下的能量密度非常低，因此空气不是储存能量的完美流体，同时，CAES的站点依赖也限制了其竞争力。此外，二氧化碳储能电池无需处理与液态空气储能（LAES）相关的低温，LAES的低温要求使得系统复杂且缺乏竞争力。

图说：Energy Dome二氧化碳电池系统设备

来源：Energy Dome

除此之外，二氧化碳电池还有以下特点：

•低成本

模块中使用的所有材料都是常见的，并且在今天很容易获得。Energy Dome表示，其新的长期 "二氧化碳电池 "系统，通过现成的设备，将在未来几年实现50-60美元/兆瓦时的平准化存储成本（LCOS）。这将比锂离子电池的LCOS（132-245美元/兆瓦时，根据Lazard的数据）低两倍多，比目前长期存储市场领导者Highview Power的CRYObattery（100美元/兆瓦时，根据2019年对Recharge的采访）几乎便宜两倍。

•往返效率高

首席执行官Claudio Spadacini在接受Recharge采访时表示，Energy Dome的热力学液态二氧化碳电池系统的往返效率为75-80%--高于目前市场上的任何其他长期储能技术，包括液体空气、压缩空气和基于重力的解决方案。

•不需要稀有矿物

二氧化碳电池系统运行过程中不依赖与锂、镍、钴等稀有矿物，只需要钢、二氧化碳、水等常见材料。从能源安全的角度来看，独立于矿物和稀有材料是一个很大的优势，而且在地缘政治稳定性方面也是如此。

•模块化系统

二氧化碳电池系统将是模块化的，可以根据需要扩展到任何尺寸，因为可以添加任意数量的单独组件。液态二氧化碳容器、压缩机、涡轮机均有不同尺寸，使用者可以根据需要，使用最合适的充电或放电率来优化设计。至于穹顶，根据MWh存储容量，穹顶会更大或更小，或者可以建造多个穹顶，容量超过200MWh。

图说：二氧化碳电池技术可以根据需要进行模块化设计

来源：Energy Dome

•运行速度快

二氧化碳电池可以非常快速地运行，在某些配置中几乎可以立即吸收和释放能量。这意味着它们将有助于平滑需求高峰以及缓冲可再生能源发电和需求曲线，并建立多日储备存储，当恶劣天气使发电量下降数天时，可以启动以稳定电网。二氧化碳电池可提供电网可靠运行所需的所有频率和电压调节服务，从而确保开发商和运营商的多种收入来源。

图说：二氧化碳电池技术可以提供不同频率和时间尺度的电压调节服务

来源：Energy Dome

•可持续性

所采用的组件和设计确保了长寿命、可回收，寿命预计约为 30 年。同时，此系统是完全封闭的，闭环系统不会产生排放，二氧化碳电池是完全可持续和完全可回收的。

03资本看好二氧化碳储能模式

Energy Dome 由技术专家和企业家 Claudio Spadacini 在2019年创立，其在2020 年 12月获得Third Derivative种子轮投资，并与2021年12 月进行了 1100 万美元的 A轮融资后，其风投支持者包括 360 Capital、巴克莱银行、Novum Capital Partners 和 Third Derivative。为了实现商业规模快速扩大，Energy Dome 目前正在为对其开创性储能技术感兴趣的潜在投资者发起 B 轮融资。

图说：二氧化碳电池技术可作为风力发电场配套储能设施

来源：Energy Dome

Energy Dome 现在正准备建设其第一个 20MW-200MWh 的全规模工厂。其第一个商业项目“商业运营日期”预计将于 2023 年底部署。该公司已经获得了多项商业协议，包括与意大利公用事业公司 A2A 建立首个 20MW-5h 设施。今年早些时候，Energy Dome 还与发电厂和组件的主要供应商 Ansaldo Energia 签署了非独家许可协议，在意大利、德国、中东和非洲建设长期储能项目。

未来，随着二氧化碳电池技术在不同的领域的大规模商业化应用，二氧化碳将实现完美的角色转换，从全球变暖的罪魁祸首变成气候危机的解决方案。

资料来源：世界上第一个二氧化碳电池储能，比压缩空气储能便宜两倍 (qq.com)