重力储能：城市绿色能源的长期保鲜“密码”

一场关乎未来能源格局的长期储能技术竞赛正在全球开展，胜出者有望占据未来最热门能源市场的一席之地。风险投资敏锐察觉到“清洁能源下一个万亿美元级别”商机，并已投入数十亿美元布局创新储能赛道。

目前储能领域由锂离子电池主导。根据电车世界（EV World）的八月报告，锂元素能量密度极高，在寒冷天气中表现卓越，因此成为“高性能应用场景的不可或缺选择”。但该技术也存在关键缺陷：锂的生产伴随着显著的环境成本，更重要的是，在电网级应用中，锂离子电池仅能储存能量约4小时。

在能源结构剧变的当下，形成一个具备商业价值的长期储能方案已成保障能源安全的关键。风能与太阳能是增长速度最快的能源，今年首次在全球能源结构中超越煤炭，但随之而来的问题是：电网日益受制于这些产出不定的波动性能源。

与可稳定调控的化石能源不同，风光发电量取决于气象条件、昼夜节律与季节变化。要维持电网稳定，必须依靠大规模储能实现供需平衡。可以说，储能技术正肩负着可再生能源革命的命脉。

要真正让可再生能源供应能够匹配能源需求，需要能支撑数周至数年的突破性储能技术。比如将夏季过剩的太阳能储存起来，用于日照缩短的冬季供暖。若能找到兼顾长期储能与商业效益的技术，必将引发能源领域的颠覆性变革。

当前研发中的储能方案探索百花齐放。抽水蓄能虽占据全球九成以上大容量储能市场，但新建项目成本高昂且受地形限制，更因需修建破坏生态的大型水坝而饱受争议。

有创新团队尝试将抽水蓄能转入地下，通过高压注水“把地球变成巨型电池”，实现数月级储能。另一些地下方案包括压缩空气储能，未来或可利用美国390万口枯竭油气井进行储能。

有个新型长期储能项目并不着眼于地下或乡村水道，加拿大滑铁卢大学的研究者将目光投向都市天际线——他们设计了建立在40层高楼之上的融合光伏矩阵、屋顶风机、短期锂电池与长期重力储能系统。

重力储能因其原理简洁正成为研究热点。它的基本思路是：用多余的电力提升重物储能，在需要时再让重物下落发电。它的形式有很多种：既可以用多余能量吊起混凝土块，之后放下释放能量；也可以收集车辆下坡时产生的多余能量，帮车辆上坡时供能。而滑铁卢大学这个项目的重力储能系统，会用绳索滑轮系统吊起钢块或混凝土块这类重物，等需要用电时，放下重物带动涡轮机旋转，从而产生电能。

研发团队表示该模型机械原理可靠，商业模型验证可行，当前主要瓶颈在于资金与产业推动。但研究者对破局充满信心。

项目负责人穆罕默德·A·哈桑（Muhammed A. Hassan）向《光伏杂志》（PV Magazine）透露：“独立分析显示，可能到21世纪20年代末，该技术才能在发达市场实现可盈利、主流化应用，但还需要当前旗舰项目几年的运营数据来验证。目前，地面重力储能技术已经在小规模应用中通过了商业验证，但还没有大规模推广。未来三年若能持续获得项目订单并验证可靠性，这项技术将迎来全面商业化。”

来源丨能源舆情