鉅大LARGE | 點擊量：409次 | 2023年07月07日
山地重力儲能可能成為超越鋰離子電池儲能系統(tǒng)的長時儲能方式
在行業(yè)期刊《Energy》雜志上發(fā)表的一項研究報告表明，山地重力儲能系統(tǒng)可能是一種比鋰離子電池儲能系統(tǒng)更長的持續(xù)時間和更大規(guī)模的儲能方式。
將重力作為一種儲能方式是對電池儲能系統(tǒng)以外其他儲能技術進行持續(xù)研究的一個示例。盡管鋰離子電池在過去幾年中大幅降低了成本，但一些專家仍認為，由于世界各國制定了一些清潔能源長期目標，鋰離子電池儲能系統(tǒng)在規(guī)模經濟效益方面不能完全支持接入電網的可再生能源發(fā)電量。
奧地利研究機構國際應用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）公布的一份研究報告表明，利用山區(qū)的地勢進行儲能，可以與水力發(fā)電結合使用，并證明對微電網、島嶼和電力成本高的地區(qū)具有經濟吸引力。
研究人員指出，類似于滑雪纜車的電動系統(tǒng)可以將裝滿沙子的容器提升到山頂的起重機上。然后依靠重力將容器送回山下，在這個過程中可以出現(xiàn)電力。
其基本原理類似于瑞士儲能廠商EnergyVault公司提出的重力儲能技術，該公司最近從軟銀遠景基金公司獲得了超過1億美元的股權投資。該技術通過將混凝土塊從高處落到低處的重力發(fā)電。
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鋰離子電池儲能系統(tǒng)是上升最快的儲能系統(tǒng)，而美國各地公用事業(yè)公司都致力于部署電池儲能系統(tǒng)作為備份間歇性可再生能源的一種方式。但是，電池儲能系統(tǒng)的儲能時間（通常為4小時或更短）可能難以滿足越來越多的太陽能和風能資源儲能需求。
調研機構WoodMackenzie公司儲能主管DanielFinn-Foley表示，“根據美國一些州的規(guī)定，可再生能源采用率較高的電網要電池儲能系統(tǒng)存儲足夠的太陽能或風能，可能要10到20個小時儲能時間。”
他指出，鋰離子電池儲能系統(tǒng)的可擴展性較差，而其儲能時間新增一倍時，部署成本也將會加倍。
國際應用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）研究人員、研究報告的作者JulianHunt表示，山地重力儲能系統(tǒng)（MGES）可以為在新地點部署長期儲能系統(tǒng)供應可能性。抽水蓄能是目前使用的最常見的長時儲能形式之一，儲能時間通?？梢赃_到6到20個小時。
但是，抽水蓄能設施將水從位置較低的水庫泵送到位置較高的水庫，然后將水釋放回較低的水庫進行發(fā)電，這會受到地理條件和高昂的資金成本的限制。Hunt說，“山區(qū)重力儲能系統(tǒng)的優(yōu)點之一是沙子成本十分低廉，并且與水不同，不會蒸發(fā)，因此不會失去潛在的能量，可以無數次地重復使用。山地重力儲能系統(tǒng)（MGES）將成為山區(qū)的潛在儲能選擇。此外，由于具有很高的水壓，抽水蓄電設施的高度差被限制在1200米以內，而山地重力儲能（MGES）裝置的高度差可以超過5,000米?！?/p>
但Finn-Foley表示，其他一些儲能技術還沒有達到能夠超越鋰離子電池儲能的“臨界點”。
他說，“隨著儲能應用要更長的儲能時間，基于重力的儲能技術以及其他新興儲能技術都有一些市場競爭的空間，但是鋰離子電池通過為電動汽車和儲能系統(tǒng)供應儲能容量，其積累的規(guī)模經濟創(chuàng)建了巨大先機?！?/p>
以夏威夷島嶼莫洛凱島的一個研究模型為例，發(fā)現(xiàn)山地重力儲能（MGES）、風力發(fā)電、太陽能發(fā)電以及電池儲能系統(tǒng)都可以自行滿足該島的能源需求。研究表明，山地重力儲能系統(tǒng)（MGES）在填補峰值電力需求期間和電池儲能系統(tǒng)之間的差距方面發(fā)揮重要用途。
但是，山地重力儲能系統(tǒng)（MGES）必須與針對這一差距的現(xiàn)有選擇進行競爭。調研機構彭博社新能源財經公司儲能分析師YayoiSekine說，“有關我來說，尚不清楚電網運營商是否愿意為在峰值期間使用山地重力儲能系統(tǒng)所帶來的收益支付費用，例如，目前一些島嶼可以通過使用柴油發(fā)電機來滿足電力需求，假如采用更多的可再生能源，可以減少燃油發(fā)電。”
美國儲能協(xié)會副總裁JasonBurwen在一封電子郵件中并未對山地重力儲能系統(tǒng)（MGES）技術和發(fā)展進行評論，但他表示，“目前全球正在開發(fā)許多潛在的儲能技術，因此無法預測20年后哪種類型儲能技術主導市場。在儲能技術的創(chuàng)新、性能、成本等方面還有巨大的市場空間，這要能源廠商對儲能市場進行更多的投資?！?/p>
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