文╱編譯田思怡
用電離峰時段 將水結成冰 用電高峰時段 大冰塊降溫
美國一些具備中央空調的大型建築使用儲冰式空調系統，也稱為冰電池（ice batteries），亦即在用電離峰時段、電價較便宜時，將水結成冰，在用電高峰時段、電價較貴時關閉耗電的冰水機，用大冰塊降溫，可節省五分之一用電，而在一些較炎熱地區，例如南加州、德州和美國西南地區，甚至可省下三分之一電費。現在加州一家冰電池公司已設計出可用於家庭住宅的小型冰電池，即將問世，這將是省電費又可減緩暖化的新選擇？
「華盛頓郵報」報導，目前冰電池僅限於用在有中央空調系統，且放得下大冰槽的商用大型建築，包括辦公大樓、倉庫、飯店和醫院等。但冰電池的新設計可用於較小型建築，甚至一般住宅。
高科技的冰電池其實回到人類最古老的降溫和儲存食物方式。人類收集或製造冰，並將冰儲存起來，用來冰食物、飲料、為房子降溫，已有幾千年歷史。
在19世紀，快速的商船讓冰成為貿易商品，取自美國冰湖的冰，成為美國第二大出口品，僅次於棉花。
但在過去一世紀，機械式空調和電冰箱取代了冰，且占全球用電量的十分之一。現今大部分大型建築用耗電的冰水機將水冷卻，再用幫浦輸送到整棟建築，用來降溫。
冰電池在電價低時把水製成冰，並儲存起來，就像大型的製冰機。在電價高時，可關掉冰水機，用冰來冷卻水，為建築降溫。
在天氣炎熱的用電高峰時段，電力公司通常會啟動備用的發電機，稱為尖峰負載發電廠（peaker plants），提供更多更貴的電力，產生更多汙染。
電力公司若能避免使用尖峰負載發電廠，可以減少汙染和省錢。美國能源部去年與冰電池製造商Nostromo Energy公司達成3.06億美元的初步貸款協議，為加州193棟建築安裝該公司的冰電池系統，可省電費、降低汙染和加州停電風險。但這項貸款協議的前景不明，川普政府凍結了能源部的幾乎所有貸款。
可結合其他儲能方式 讓再生能源功效加倍
冰電池系統可以非常巨大，紐約市一棟金融大廈的地下室有100個水槽，每個水糟的大小如一個停車位。
不過，趨勢開始轉變。Nostromo Energy設計出可用於較小空間的「冰磚」（Ice Brick）電池。加州Ice Energy公司為一層樓的商店安裝小型的「冰熊」（Ice Bear）電池，已安裝數千個，並計畫今年稍晚開始提供用於家庭住宅的更小型「小冰熊」（Ice Cub）電池。
專家說，冰電池的主要元素是水，因此比鋰電池便宜、壽命更長。鋰電池內昂貴的化學物在10年後可能降解，而水永遠不會老舊。
麥迪遜威斯康辛大學機械工程學助理教授馬赫維（Allison Mahvi）指出：「理論上，你永遠能凍結和溶解某些東西。冰電池唯一的實際限制是電池的幫浦、閥門和熱交換器的使用壽命，它們可以使用數十年。」
冰電池公司宣稱，若同樣用到壽命結束，冰電池的成本約為鋰電池的一半。但冰電池只能用於降溫，不能為其他用途儲存能源。
Ice Energy公司執行長拉斯奇（Joe Raasch）說，「你不能用冰電池讓電燈泡亮起來，但空調通常是建築內最耗電的。」
冰電池的成長受限於地方氣候。寒冷地區可能不需要買冰電池，電力公司不會隨用電量改變電價的地區，用冰電池也無法省電費。
但在其他地區，冰電池可結合其他儲能方式，在用電高峰期紓解電網供電壓力，同時可更依賴隨天候變化的風力和太陽能發電。
馬赫維說，「我希望有一天冰電池可融入不同型態的建築，像是公寓和住宅，加總起來，將對再生能源的使用效能產生巨大影響。」
原文出自《好讀周報》818期
