北京
在能源轉型的關鍵時刻，長時儲能技術（通常指 4 小時以上儲能）正在成為新的行業剛需。雖然主流的鋰離子電池反應迅速，但它們通常只能在 4 到 8 小時內放電，難以應對較長時間的電力缺口。
同時，光伏和風能的穩定性也面臨問題：當太陽落山或風力減弱時，如何確保電網穩定供電？而抽水蓄能系統雖然較為可靠，但其需要特定的地形，而且建設周期長，往往要十年之久。
在這樣的背景下，意大利初創公司 Energy Dome（能量穹頂）提出了全新的儲能方案——二氧化碳電池。其核心原理是利用二氧化碳在氣態與液態間轉換，從而儲存與釋放能量。
2025 年 7 月，Energy Dome 位于意大利薩丁島奧塔納的首個商業化設施正式投入運營，裝機容量 20 兆瓦/200 兆瓦時，可持續放電 10 小時。這標志著二氧化碳儲能從示范走向商業化的關鍵一步。
面對這一新興技術，科技巨頭谷歌也在同月宣布與其建立商業合作伙伴關系，并進行投資。谷歌計劃在歐洲、美國和亞太地區的數據中心附近部署這種儲能設施，以支持其在 2030 年實現全天候無碳運營的目標。
圖 | 谷歌與 Energy Dome 合作無碳運營概念圖（來源：Google）
Energy Dome 的儲能系統外形像一個巨大的充氣穹頂，但其核心是一套精密的熱力學循環裝置。這是一個完全封閉的系統，不向大氣排放氣體。
圖 | Energy Dome 儲能系統（來源：IEEE）
當電網中可再生能源過剩時，系統啟動壓縮機，將穹頂內常壓的二氧化碳壓縮成液態，儲存在碳鋼壓力容器中。壓縮過程產生的熱量不會浪費，而是被熱能存儲系統收集，儲存在鋼材或石英巖介質中。
當電網需要電力時，液態二氧化碳被釋放，利用儲存的熱量加熱蒸發，膨脹為高壓氣體推動渦輪機發電。完成任務后，二氧化碳回流到穹頂，等待下一次循環。
這套系統的經濟性優勢明顯。據測算，其度電成本（Levelized Cost of Storage）比鋰電池低 30%，使用壽命長達三倍。并且其原材料是普通的工業品——鋼鐵、水和二氧化碳，不依賴鋰、鈷、鎳等稀缺礦物，供應鏈穩定。在長期運行中，它不會像化學電池那樣因反復充放電而性能衰減。
不僅如此，系統的部署速度也十分迅速。
Energy Dome 創始人兼 CEO Claudio Spadacini 表示，這套系統只需要約 5 公頃平地，不到兩年就能建成，無論是在美國的工業園區還是印度的平原地帶，都能快速復制。這種標準化特性，是抽水蓄能和壓縮空氣儲能難以企及的。
此外，它還能保留了傳統電廠的特殊優勢——電網慣量（Grid Inertia）。在光伏和風電主導的新型電網中，缺乏大型旋轉機械導致電網脆弱，頻率波動風險增大。Energy Dome 的渦輪發電機組在放電時能提供物理慣性，幫助電網保持穩定，這是純電池儲能系統無法實現的功能。
（來源：Energy Dome）
Energy Dome 成立于 2019 年， 由 Claudio Spadacini 創立。Spadacini 聲稱，他將現有工業領域的技術進行創新組合，開發出了這套儲能系統。
2022 年，公司在撒丁島建成了首個 2.5 兆瓦/4 兆瓦時的商業示范項目。這個項目已經穩定運行超過三年，持續向意大利電網輸送電力，驗證了技術的可靠性。
2025 年 7 月投運的 20 兆瓦/200 兆瓦時項目，是 Energy Dome 的重要里程碑。這個規模的系統足以為 1.3 萬至 1.5 萬戶家庭供電，證明了技術的商業可行性。同月，谷歌宣布與 Energy Dome 建立長期合作。
Energy Dome 的商業化步伐正在加快。
在美國，威斯康星州的 Alliant Energy 計劃于 2026 年開工建設該公司的二氧化碳儲能系統。在印度，最大的電力公司 NTPC 已計劃在卡納塔克邦建設項目，同樣預計 2026 年完工。
不過，在這個領域 Energy Dome 并不是一家獨大。
據外媒報道，中國華電集團和東方電氣集團正在新疆建設類似的二氧化碳儲能設施。2025 年 1 月，長江電力獲得一項“二氧化碳儲能、發電系統”發明專利授權，涉及低溫液態二氧化碳儲罐、氣液分離穩壓罐等核心組件。這表明中國電力企業也在積極布局該領域。
這些都指向了長時儲能市場的重要性。根據 Global Market Insights 的數據，全球長時儲能市場 2024 年規模為 31 億美元，2025 年預計達到 35 億美元，到 2034 年將增長至 87 億美元，年復合增長率達到 10.6%。
（來源：Global Market Insights）
長時儲能委員會（LDES Council）的預測更為樂觀。該組織估算，到 2040 年，如果全球部署 8 太瓦（TW）的長時儲能，每年可節省 5,400 億美元的電力系統成本。
在技術路線上，長時儲能呈現出了多元化的競爭格局。Research And Markets 的《2025 年 LDES 報告》分析了 104 家關鍵公司，涵蓋多種技術。例如鐵空氣電池、重力儲能、液態空氣儲能、氫儲能等等。
在這些技術中，二氧化碳儲能在 8-24 小時時長區間具有競爭優勢。它的轉換效率（約 75%）高于氫能系統，部署速度遠快于抽水蓄能，成本和壽命優于鋰電池，形成了獨特的市場定位。
盡管前景廣闊，長時儲能的規模化部署仍面臨挑戰。高前期資本成本是首要障礙。雖然長時儲能的度電成本在全生命周期內具有優勢，但初期建設投資巨大，需要長期資本和政策支持。
政策框架不完善也是一大缺憾。當前大多數電力市場的補償機制，并未充分認可長時儲能提供的系統價值，如電網可靠性提升、阻塞緩解、容量轉移等。
在這個方面，中國的政策支持力度正在加大。2022 年，國家發展改革委和國家能源局設定了到 2025 年新增儲能容量 30 吉瓦的目標。到 2024 年，這一目標已超額完成，隨后啟動了 2025-2027 年三年行動計劃，目標新增 180 吉瓦新型儲能，投資規模達 350 億美元。
伴隨著 2026 年更多項目的商業化落地，長時儲能技術正在從理論走向現實，從備選走向主流。
谷歌的投資選擇，還反映出了科技巨頭們的能源焦慮。目前，谷歌的數據中心每年消耗 1.3 太瓦時電力，隨著 AI 技術發展，這一數字還在增長。為實現 2030 年全天候無碳能源運營目標，谷歌不僅投資 Energy Dome，還在押注核聚變、碳捕捉發電、先進核反應堆等多條技術路線。
LDES Council 強調，當前正是規模化部署的關鍵時刻。到 2030 年，部署足夠數量的長時儲能，是實現能源系統拐點的關鍵——屆時，化石燃料將不再是能源安全的必要選項。
1.https://spectrum.ieee.org/co2-battery-energy-storage?
2.https://blog.google/outreach-initiatives/sustainability/long-term-energy-storage/
運營/排版：何晨龍
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