城市新思路：

用“重力”儲(chǔ)存可再生能源數(shù)周

【Oil Price網(wǎng) 10月21日?qǐng)?bào)道】

核心要點(diǎn)

全球正競(jìng)相研發(fā)長(zhǎng)期儲(chǔ)能方案，風(fēng)險(xiǎn)資本密集投向有望突破鋰離子電池的創(chuàng)新領(lǐng)域；
滑鐵盧大學(xué)（University of Waterloo）創(chuàng)新提出高層建筑重力儲(chǔ)能設(shè)計(jì)，通過(guò)繩索滑輪提升重物蓄能，釋放重物發(fā)電；
城市重力儲(chǔ)能系統(tǒng)具備商業(yè)化前景且技術(shù)可行，為破解可再生能源供需長(zhǎng)期平衡難題提供新思路。

一場(chǎng)關(guān)乎未來(lái)能源格局的長(zhǎng)期儲(chǔ)能技術(shù)競(jìng)賽正在全球開(kāi)展，勝出者有望占據(jù)未來(lái)最熱門能源市場(chǎng)的一席之地。風(fēng)險(xiǎn)投資敏銳察覺(jué)到“清潔能源下一個(gè)萬(wàn)億美元級(jí)別”商機(jī)，并已投入數(shù)十億美元布局創(chuàng)新儲(chǔ)能賽道。

目前儲(chǔ)能領(lǐng)域由鋰離子電池主導(dǎo)。根據(jù)電車世界（EV World）的八月報(bào)告，鋰元素能量密度極高，在寒冷天氣中表現(xiàn)卓越，因此成為“高性能應(yīng)用場(chǎng)景的不可或缺選擇”。但該技術(shù)也存在關(guān)鍵缺陷：鋰的生產(chǎn)伴隨著顯著的環(huán)境成本，更重要的是，在電網(wǎng)級(jí)應(yīng)用中，鋰離子電池僅能儲(chǔ)存能量約4小時(shí)。

在能源結(jié)構(gòu)劇變的當(dāng)下，形成一個(gè)具備商業(yè)價(jià)值的長(zhǎng)期儲(chǔ)能方案已成保障能源安全的關(guān)鍵。風(fēng)能與太陽(yáng)能是增長(zhǎng)速度最快的能源，今年首次在全球能源結(jié)構(gòu)中超越煤炭，但隨之而來(lái)的問(wèn)題是：電網(wǎng)日益受制于這些產(chǎn)出不定的波動(dòng)性能源。

與可穩(wěn)定調(diào)控的化石能源不同，風(fēng)光發(fā)電量取決于氣象條件、晝夜節(jié)律與季節(jié)變化。要維持電網(wǎng)穩(wěn)定，必須依靠大規(guī)模儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)供需平衡�？梢哉f(shuō)，儲(chǔ)能技術(shù)正肩負(fù)著可再生能源革命的命脈。

要真正讓可再生能源供應(yīng)能夠匹配能源需求，需要能支撐數(shù)周至數(shù)年的突破性儲(chǔ)能技術(shù)。比如將夏季過(guò)剩的太陽(yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)，用于日照縮短的冬季供暖。若能找到兼顧長(zhǎng)期儲(chǔ)能與商業(yè)效益的技術(shù)，必將引發(fā)能源領(lǐng)域的顛覆性變革。

當(dāng)前研發(fā)中的儲(chǔ)能方案探索百花齊放。抽水蓄能雖占據(jù)全球九成以上大容量?jī)?chǔ)能市場(chǎng)，但新建項(xiàng)目成本高昂且受地形限制，更因需修建破壞生態(tài)的大型水壩而飽受爭(zhēng)議。

有創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)嘗試將抽水蓄能轉(zhuǎn)入地下，通過(guò)高壓注水“把地球變成巨型電池”，實(shí)現(xiàn)數(shù)月級(jí)儲(chǔ)能。另一些地下方案包括壓縮空氣儲(chǔ)能，未來(lái)或可利用美國(guó)390萬(wàn)口枯竭油氣井進(jìn)行儲(chǔ)能。

有個(gè)新型長(zhǎng)期儲(chǔ)能項(xiàng)目并不著眼于地下或鄉(xiāng)村水道，加拿大滑鐵盧大學(xué)的研究者將目光投向都市天際線——他們?cè)O(shè)計(jì)了建立在40層高樓之上的融合光伏矩陣、屋頂風(fēng)機(jī)、短期鋰電池與長(zhǎng)期重力儲(chǔ)能系統(tǒng)。

重力儲(chǔ)能因其原理簡(jiǎn)潔正成為研究熱點(diǎn)。它的基本思路是：用多余的電力提升重物儲(chǔ)能，在需要時(shí)再讓重物下落發(fā)電。它的形式有很多種：既可以用多余能量吊起混凝土塊，之后放下釋放能量；也可以收集車輛下坡時(shí)產(chǎn)生的多余能量，幫車輛上坡時(shí)供能。而滑鐵盧大學(xué)這個(gè)項(xiàng)目的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，會(huì)用繩索滑輪系統(tǒng)吊起鋼塊或混凝土塊這類重物，等需要用電時(shí)，放下重物帶動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電能。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示該模型機(jī)械原理可靠，商業(yè)模型驗(yàn)證可行，當(dāng)前主要瓶頸在于資金與產(chǎn)業(yè)推動(dòng)。但研究者對(duì)破局充滿信心。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人穆罕默德·A·哈桑（Muhammed A. Hassan）向《光伏雜志》（PV Magazine）透露：“獨(dú)立分析顯示，可能到21世紀(jì)20年代末，該技術(shù)才能在發(fā)達(dá)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)可盈利、主流化應(yīng)用，但還需要當(dāng)前旗艦項(xiàng)目幾年的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證。目前，地面重力儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)在小規(guī)模應(yīng)用中通過(guò)了商業(yè)驗(yàn)證，但還沒(méi)有大規(guī)模推廣。未來(lái)三年若能持續(xù)獲得項(xiàng)目訂單并驗(yàn)證可靠性，這項(xiàng)技術(shù)將迎來(lái)全面商業(yè)化�！�

編譯: 周佳玲（新能源部）

審校: 鄂一鳴（新能源部）

編輯: 周佳玲（新能源部）