海洋重力储能:把抽水蓄能搬到海上

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2025年底,一家意大利初创公司点燃了人们对“把抽水蓄能搬到海上”的想象。

 

Sizable Energy宣布获得800万美元融资,计划在意大利雷焦卡拉布里亚海岸部署一个1兆瓦原型机:储水库半径约50米,利用约500米深度的海洋水柱进行充放电。

 

 

这一技术路线被称为“海洋重力储能”,不用开山建坝,也能实现大规模长时储能。

 

那么,这项技术到底如何工作?把抽水蓄能搬进深海,离商业化还有多远?

 

1、另辟新径:向深海要重力

 

作为当前全球装机占比最高的长时储能技术,传统抽水蓄能凭借成熟度高、容量大的优势,撑起了电网调峰的半壁江山。

 

但它的命门也同样突出:一座大型抽水蓄能电站,建设周期较长,投资规模动辄百亿;

 

且必须在高山峡谷间修建上下两座水库,依赖几十米至数百米的天然高度差,选址严苛。

 

这时候,有人把目光投向了占地球表面积71%的海洋。

 

既然地面上的高度差不够用,为什么不向深海要空间?海洋重力储能(又名海上抽水蓄能),就是在此背景下应运而生。

 

以Sizable Energy为代表的“海上抽水蓄能”技术,并不是直接抽送海水,而是利用饱和海盐卤水(密度比普通海水高出约20%)作为工作介质。

 

系统由两个巨型柔性储水袋(密封柔性膜结构储水库)构成:一个漂浮在海面,另一个固定在约500米深的近海海床上,两者通过嵌有水轮机的管道连接。

 

工作原理并不复杂:当海上风电或光伏产生多余电力时,水轮机充当水泵,将高密度卤水从海底储水袋泵送至海面储水袋,完成“充电”。

 

当电力需求上升时,海面储水袋中的卤水在自身重力和密度差的双重作用下向下流回海底,驱动水轮机发电。

 

能量回收率高达80%,优于陆上抽水蓄能的70%-75%,能储存8至24小时甚至更长时间的电力。

 

整个系统闭环运行,无需淡水、不建大坝,听起来就像一个藏在深海里的“重力充电宝”。

 

2、优势明显,障碍也非常现实

 

海洋重力储能最吸引人的优势,可以用三个关键词概括:低成本、可扩展、零占地。

 

成本有竞争力。Sizable Energy预计规模化后平准化储能成本大规模部署时具有显著竞争优势;

 

更吸引人的是经济性:增加储能时长的边际成本仅为每千瓦时23美元,与Form Energy的铁空气电池相当,规模化后成本还将下降。

 

此外,该技术使用的核心材HDPE柔性膜材和工业盐,均属通用大宗物资,且无长期循环衰减问题。

 

模块化设计,具有无限的扩展能力。系统采用标准船舶部件和材料,储能容量可从兆瓦时灵活扩展至吉瓦时,理论上没有上限。

 

海上专属优势。系统可与海上风电场“打包”部署,共用电力输出线路、变电站等基础设施,大幅摊薄建设成本。系统全部部署在海上,从岸上几乎看不到任何设施。

 

不过,这套系统要走向商业化,需要跨越的障碍也非常现实。

 

首先是材料耐久性。在500米深的海洋环境中,压力巨大,海水的高腐蚀性对所有接触部件构成严峻考验。

 

尤其是高浓度卤水对金属材料的腐蚀性更强,必须精心选择耐腐蚀材料。此外,海洋生物附着也可能影响管道和储水袋的长期运行效率。

 

其次是极端海况的考验。海洋环境瞬息万变,狂风巨浪是系统的大敌。

 

例如Sizable Energy在设计上多加了一道防线:两圈塑料管道作为防波屏障,削弱海浪冲击;当强浪或暴风雨来袭时,内置排水泵会自动启动,排出多余液体确保稳定。

 

2025年9月,团队在荷兰海事研究所(MARIN)的巨型水池中完成了“海浪轰炸”测试,系统经受住了人工波浪的考验,证明能够在恶劣海洋环境中可靠运行。

 

最后是维修成本。水下设备一旦出现故障,在数百米深的海底进行维修作业,成本将大幅提高。

 

3、多路并进:国内外的技术探索

 

目前,海洋重力储能并非只有一个技术方案。

 

围绕如何利用海洋深度存储重力势能这一核心命题,国内外学术界和产业界已探索出了多条技术路线。

 

在商业化推进方面,Sizable Energy是目前跑得最快的团队之一。

 

该公司核心技术已在2025年完成水池验证和近海试验,当前正加速建设兆瓦级原型机,并已为意大利南部的首个商业项目锁定10MW电网连接。

 

按照规划,2026年将有商业化项目在全球多个地点落地。

 

荷兰初创公司Ocean Grazer走的是另一条路径:它的“海底电池”由一个混凝土水库和一个海底柔性气囊构成,利用海水压力驱动淡水在水库和气囊之间流动,系统效率可达70%~80%。

 

英国公司Gravity Fellow则推出了“深海重力发储一体化系统(DOGEGS)”,将发电与储能集成于一个自主式海上离网平台,通过控制沉没重物的移动驱动专利轴向柔性电机,可提供24小时不间断的清洁基荷电力。

 

此外,海底抽水蓄能也已有项目探索落地。

 

StEnSea海底混凝土储能球项目:该项目由德国弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer IEE)牵头,与美国Sperra公司和德国PLEUGER Industries公司合作。

 

项目利用深海压力将能量储存在空心混凝土球中,球体安装在600—800米深的海底。

 

2016年,弗劳恩霍夫研究所在博登湖进行了1:10比例的实物原型测试。根据计划,一个直径10米、容量500kW/600kWh的海底储能装置将于2026年底前安装在南加州海岸500—600米深处的海底,成为世界上首个大规模应用的海底抽水蓄能系统。

 

在国内,中国东方电气另辟蹊径,也曾推出过水下抽水蓄能的相关方案:将一个空心球体部署在水下几十米处,通过球的“抽空”与“涌入”利用压差驱动水轮机发电。

 

据介绍,“东储一号”被成功下放至65米水深开展实证,并累计完成数百次完整充放电循环,诸多关键指标都达到预期设计标准,充分验证了该技术在水下复杂环境中的可靠性与可行性。

来源|ESPlaza长时储能网

2026年5月22日 11:56
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