淺談儲能

利用可逆化學反應中化學鍵能量的變化來儲能。雖然人們已經知道很多種可逆化學反應，但只有少數幾種在技術和經濟上是可行的。受技術限制的因素有溫度、壓力、能量密度、功率密度、熱效率等。可逆化學反應首先是靠化合物吸熱而分解，后來分解產物化合結合，吸收的熱又釋放出來。可逆化學反應可分成二組：熱分解反應和催化劑反應。熱分解反應可描述如下：
　　AB+ △ H（ 在T1 和P1 時)〈-------〉A+B- △ H（在T2 和P2 時)
　　如上所示，化合物AB 的溫度為T1、壓力為P1 時，給AB 加熱△ H，AB 發生分解；當溫度為T2、壓力為P2 時，可逆反應釋放出熱（- △ H）。也就是說，如果平衡破壞，如T2〈T1，P2〉P1，此可逆反應（由右向左）即自然發生。為避免發生不可控的反向反應，反應產物必須分開存儲于另不同容器中。向左向右的兩種反應都需要催化劑才能達到所需的高反應速度。如果無催化劑，即使溫度和壓力發生變化，向左向右的兩種反應都不會發生。這有重大優點，其中一個優點是其固有的儲存時間實際上非常長，在理論上是無限的；另一個優點是參加化學反應閉環儲熱系統的化合物不會消耗且有高能量密度，數量級為1MWh/M3。有些化合物具備這種條件，而且經濟上可行。如，
　　Q+CH4+H2O〈-------〉CO+3H2
　　如上所示， 焓值△ H0 為206KJ/mol,、溫度范圍為700k ～ 1200K ；式中Q 為加入的熱。這種儲能辦法不錯，已在德國成功運用。完成過程如下：將低焓的反應物（CH4和H2O）放入反應器，給其加熱，使CH4 和H2O 轉化成高焓產物（CO 和H2）。與進來的反應物熱交換后，將產物在環境溫度下儲存在另一容器中（在這種低溫條件下，沒有催化劑，反向反應不會發生）。當需要熱量時，產品由儲存狀態恢復，反向變化，放熱反應進行。整套儲能設施包括絕熱反應器、存儲罐、分離器、熱交換器和壓縮機。
　　此外，有些氨鹽也可在不同溫度分解并釋放氨。固體——氣體反應的優點一般是反應熱高，且反應時間短。
　　儲能是世界性難題，近年來，許多國家都在投入大氣力從科研試驗入手，突破難關。可以說，要使可再生能源充分發揮作用，解決好儲能儲電問題是一大關鍵。若不能很好地解決儲能儲電問題，按階段性缺電要求的電量擴建發電廠，經濟效益極低。所以建議有關單位能從多方面入手，先易后難，大力突破儲能關。