美國佛羅里達州奧蘭多公用事業(yè)委員會(OUC)資深通訊顧問麥克·博斯萊特(Mike Boslet)，2月在《電力》雜志網(wǎng)上發(fā)文，提出了新的“納米網(wǎng)”(nanogrid)概念，說它是“未來清潔能源的關(guān)鍵”。國內(nèi)有“微網(wǎng)”和“虛擬電廠”之說，還要加上個“納米網(wǎng)”?因為OUC是佛羅里達州第二大市政公用事業(yè)公司，全美第14大市政機構(gòu)，為40萬客戶提供電力、水、冷凍水或照明服務(wù)……

OUC對綠色能源未來的愿景，并不像某些人想象的那么遙遠。該公司的納米網(wǎng)，為幾種創(chuàng)新電力系統(tǒng)提供了個試驗場。

在OUC的加德尼亞(Gardenia)運營中心現(xiàn)場，有個一平方英畝的戶外空間，專用于新型清潔能源技術(shù)研究。納米網(wǎng)是新興能源資產(chǎn)，是在用的實驗室，可以幫助電力公司實現(xiàn)2050年CO2凈零排放目標，以2005年的排放量為基準，到2030年和2040年分別減少50%和75%。納米網(wǎng)由OUC的新興技術(shù)(ET)團隊管理，組成如下:

■ 一個漂浮的太陽能排，最近已從31 KW擴容到64 KW;

■ 3個電動車充電器，其中一個有“車上網(wǎng)”(V2G)能力;

■ 兩個釩氧化還原流(VRF)蓄電池(組)，用于儲能和調(diào)度;

■ 兩輛裝載儲氫罐的拖車，最近剛加入試驗場。

新興技術(shù)與可再生能源公司經(jīng)理山姆·崔(Sam Choi )和新興技術(shù)主管賈斯汀·克萊默(Justin Kramer)(下圖)測試過多種多樣的部件，他們相信氫技術(shù)有潛力改變能源行業(yè)。2019年，OUC收到美國能源部(DOE)900萬美元的贈款，作為這個團隊資金的一部分，用來研究氫氣生產(chǎn)、存儲和運輸，用于電力調(diào)度或用作運輸燃料。OUC是美國為數(shù)不多的幾家公用事業(yè)公司之一，正在探索氫作為應(yīng)對電網(wǎng)脫碳挑戰(zhàn)的“靈丹妙藥”。

賈斯汀·克萊默(左) 和 山姆·崔(右)站在最近加入OUC納米網(wǎng)的儲氫罐拖車旁。

克萊默解釋使用氫作為可再生能源資源的好處。他說，“唯一的副產(chǎn)品是水蒸氣、熱和能源。”

在納米網(wǎng)中，用基于聚合物電解質(zhì)膜(PEM)的電解槽制氫，預(yù)計2021年中到貨。與在附近池塘漂浮的太陽能排連接，電解槽用電進行電解，將水分解為氫和氧。其結(jié)果是“綠氫”，之所以這樣命名，因為使用可再生能源制氫過程中碳排放為零。通過壓縮機，把氫儲存在兩輛拖車上的碳纖維圓柱罐內(nèi)。

氫氣與燃料電池(也將于2021年到貨)配合使用，把氫轉(zhuǎn)化為高效、清潔和寂靜的能源。山姆·崔說，他們團隊的兩個燃料電池中，一個將放在拖車上進行試驗，“所以實際上可以隨氫氣儲罐一起派遣，使它作為潛在的備用電源，給停電的商業(yè)客戶或泵站供電。”

總有一天，電解槽和燃料電池，以及其他分布式能源如太陽能和電池儲能，將作為快速反應(yīng)系統(tǒng)，分布到OUC服務(wù)的整個領(lǐng)域，幫助平衡可再生能源發(fā)、配電。山姆·崔把這種情況比作建個“虛擬電廠”。

山姆·崔說，“這個項目的關(guān)鍵研究概念之一是電解槽。”“制氫期間，電解槽可以增加或減少，以緩解太陽能的波動。”沒有燦爛的陽光，氫是支持太陽能發(fā)電場的最佳選擇，也就是說，任何可再生能源系統(tǒng)，都要有長期的儲能設(shè)施。

山姆·崔和克萊默認為，氫動力能源技術(shù)即將取得重大突破，而OUC正處于它的前沿。他說，“能源部只資助了兩家公用事業(yè)公司進行氫研究，我們是其中之一。”

OUC自己也在為納米網(wǎng)的所有其他部件提供資金。與鋰離子電池比，VRF蓄電池能夠提供更持久的儲能容量，而V2G電動車的高速充電器則是電動車的牽引能力。后者的實驗裝置正在研究電動車作為蓄電池電源資源的可能性，以增強電網(wǎng)容量或停電時提供家用電力。

能源技術(shù)團隊的另一個工具是今年將研究的飛輪儲能系統(tǒng)。它把機械能轉(zhuǎn)化為電能，可用來儲存和調(diào)度太陽能發(fā)電。“轉(zhuǎn)向不太可靠的清潔燃料資源，需要各種工具使它們更加可靠，這就是納米網(wǎng)的全部意義。”

也在與中佛羅里達大學(UCF)合作開發(fā)各種控制部件，克萊默稱他們是“幕后智囊”。UCF工程與計算機科學學院的教授和博士生正在與這個團隊合作研究這個項目。克萊默說，“UCF讓我們接觸到這么多聰明、有才華的人，他們總是愿意幫助佛羅里達州中部轉(zhuǎn)向更清潔、更綠色的能源。”

通篇看來，就地域而言，OUC相當于中國的一個“區(qū)”，而人口只相當于一個小縣。但也許受氣候變化引起“突發(fā)事件”的啟發(fā)，搞的所謂“納米網(wǎng)”就是普通電網(wǎng)的補強或可移動的后備電源“工具包”。其中沒有新鮮技術(shù)或者“難點”，但美國人在認真做這種細微、實在的工程技術(shù)工作。如要確保未來能源系統(tǒng)的安全，這種工作過程或許要“因地制宜”，但“一個也不能少” ……

依據(jù)資料：Mike Boslet, Nanogrid Could Hold Key to Clean Energy Future, POWER, Feb 1, 2021。