通常一提到储能系统，第一个想到的可能都会是锂离子电池，毕竟锂电池应用范围相当广，小至智能手机大至电动车都可见，但随着科技进步、越来越多兼具低成本与环保的储能技术浮出水面，未来锂离子电池是否还能坐稳储能技术龙头？
由于锂离子电池寿命和能量密度都远胜于铅酸电池，锂电池一直以来都是炙手可热的储能技术首选，但锂离子电池的成本在 2017 年上升 240%，厂商渐渐开始面临供应链、资源短缺、成本上扬的挑战，因此不少科学家正寻找低成本又有效的低碳电池技术。
只是这些技术是否能成功达到商业化，规模又是否能跟锂离子电池相竞争，这些都还有待观察。
低成本与多功能氨气储能
有别于其他国家与厂商看好氢燃料，德国工业巨擘西门子对氨气储能寄予厚望，该公司近期与 Innovate UK 斥资 150 万英镑在英国牛津哈威尔展开世界首个氨储能先导计划，专案包括风力发电机组、氮气产生器、电解水系统、30KW 发电机与制造氨气的哈伯法反应炉。
该示范厂目标是将电力、水和空气无碳转化为氨气，将氨气储存在储罐后，就可以用来燃烧发电、当作车用燃料出售，或是用于工业制冷。
氨气目前已实现工业规模生产、储存和运输，是个人们相当熟悉且低成本的化合物，它也同时是个多功能燃料，如果想将氨气用于燃料电池，也可以将氨气转换为氢气，用来发展氢气经济与氢燃料车。
该技术成本效益相当高，西门子表示，对于许多人来说，目标都是能够找到成本、储存容量跟寿命都可与锂电池相较的技术。
原材料丰富的钠离子电池
由于地球上钠含量比锂矿丰富，且钠离子与锂离子具有相似的运作模式，现在也有不少研究员关注钠离子电池，并认为该电池未来可比锂离子电池更加便宜有效、安全疑虑更低。
像是法国国家科学研究中心（CNRS）、美国华盛顿州立大学（WSU）和史丹佛大学都在开发钠基电池，2017 年史丹佛大学团队开发了一种新型钠离子电池，可以储存和目前市场上最先进锂离子电池一样多的容量，但成本仅不到锂离子电池的 80%。
不过钠基电池也并非完美无缺，钠离子比锂离子重 3 倍，离子在电极之间的移动速度会变慢，导致能量密度尚不高。目前该电池还需要进一步最佳化，才能突破稳定性与能量密度低挑战。
低压储存的液态空气储能
液态空气（Liquid air）储能设备也被称为低温储能，是个不受到地点限制的技术。由于空气液化点在摄氏零下 183 左右，该系统首先会将空气低温液化、在低压状态下储存，需要用电时将液体空气被抽到高压状态，再加热至气态，之后就可以驱动发电机或是涡轮机。
英国 Highview Power 公司与废弃物回收管理公司 Viridor 公司在 2016 年也获得英国能源部提供的 800 万英镑研究经费，近期成功更在曼彻斯特打造世界第一座液态空气储能工厂 Viridor Pilsworth。
该工厂将空气温度降至摄氏零下 196 度，把空气转变为液态并储存在绝缘容器中，要用电时再从容器中抽出液态空气，加热后压力升高便可驱动涡轮机发电，且该技术还可以回收再利用本身运转产生的废热或是废冷，进一步提高发电效率。
Viridor Pilsworth 液态空气储能工厂容量可储存 15MWh 电力，足够为 5,000 户家庭提供连续 3 个小时电力。Highview Power 指出，液态空气储能工厂除了可运转 40 年，还可以任意选择安装地点，能够有效与再生能源相辅相成。
液体也可以储存大量电力
除了用电化学与空气来储存电力，水、液体也可以用来储能与发电。近年来液流电池也是众所瞩目的研究焦点之一，美国史丹佛大学与哈佛大学在液流电池研究都有所进展，并都认为该电池可为再生能源储能系统尽一分心力。
▲ 典型液流电池运作示意图。（来源：By Nick B. [CC BY-SA 3.0 ], from Wikimedia Commons）
该系统运作模式是将电子储存在外部两侧的液态电解质槽，充放电时电解质会被帮补到中间的发电室，而发电室也会以薄膜隔开两种溶液、形成两个电极，最后产生离子交换来发电。且由于电池两侧电解质是分开存放，相互渗漏与自身放电的概率都很低，因此安全性高、能量也可以长久储存，非常适合制作成大型储能系统。
荷兰 AquaBattery 公司也有发展出一款基于盐与水的液流电池，透过渗透技术来进行离子交换并可存放电力，该公司的“蓝色电池（Blue Battery）”具有永续发展优点，可在发电高峰时段利用无毒材料来储能，近日也正如火如荼打造二代系统。
打造真正“绿色”的技术
未来的储能技术标准将会越来越高，除了要满足寿命、电池容量与成本，也得考量到电池是否会造成污染、是否能回收再利用等问题。
就好比锂离子电池，虽然大部分国家都有电池回收机制，但是这并不包含锂离子电池，相关法律与机制的不足使锂离子电池常常没有被妥善回收，最终都直接丢入垃圾填埋场或焚化炉，比利时科技公司 Umicore 指出，市场上只有 5% 锂离子电池被妥善回收。
但锂离子电池其中的钴、铝跟铜都可以再次利用，不好好回收实在是有点可惜，且随意丢弃锂电池也对环境不好，未回收电池与其中的电解质将会产生毒气体外泄、水污染等大量环境污染。
因此研究员除了得努力寻找低成本锂电池替代品，还必须确保新储能系统的回收方式，以免之后造成另一波环境灾难。
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（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：Flickr/Ian Muttoo CC BY 2.0）
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