重力儲能：如何靠搬磚，撐起未來？

科學(xué)火箭叔

#頭號創(chuàng)作者激勵計(jì)劃#

你敢信，這棟35層高，長寬超100米的大樓，居然是一塊......電池！

一塊磚幾十噸，靠重力就能存10萬度電！

大家好我是火箭叔，這塊巨型電池位于江蘇省如東縣洋口鎮(zhèn)，

是我國第一個重力儲能應(yīng)用項(xiàng)目。

其容量高達(dá)100兆瓦時，大約相當(dāng)于300~400萬塊充電寶，

今天一口氣講清楚，這個硬核又接地氣的中國黑科技！

重力儲能的原理其實(shí)很簡單：咱們小學(xué)物理課上學(xué)過，靜止的物體具有重力勢能，抬得越高，勢能越大。重力儲能系統(tǒng)就像一個巨型升降機(jī)，當(dāng)風(fēng)電和光伏發(fā)電過剩時，系統(tǒng)用多余的電去把重達(dá)二三十噸的“儲能塊”升到高處，把電能轉(zhuǎn)換成它們的重力勢能；等到用電高峰或自然條件不佳時，再讓這些儲能塊緩緩下降，重力勢能又經(jīng)發(fā)電機(jī)變回電能，回饋電網(wǎng)。整個過程，電機(jī)既能當(dāng)馬達(dá)，也能當(dāng)發(fā)電機(jī)，流暢切換。

隨著全球大力發(fā)展風(fēng)光電，人們?nèi)找鎿?dān)心“風(fēng)停日落就斷電”的風(fēng)險(xiǎn)，于是對儲能的需求越來越高。而傳統(tǒng)儲能短板明顯：抽水蓄能雖可靠，但要山有山、水有水，不是每個地方都具備條件；鋰電池則面臨成本高、壽命短、稀有金屬依賴和回收難題。面對巨量的可再生電力缺口，我們既要在白天存得多，又要在夜晚、陰天把電穩(wěn)穩(wěn)放出，這就催生了長時儲能的概念——不僅要存得住，還要存得久、更要存得便宜。

重力儲能恰好就滿足了這個概念——它既保留了抽水蓄能“用力抬高再放下”的重力邏輯，又能建在高塔、廢礦井或現(xiàn)有高樓里，幾乎不挑地形，原料是混合了建筑廢料、煤灰甚至風(fēng)機(jī)葉片的復(fù)合塊，所需水泥、鋼材比一座大型鋼筋水泥倉庫還少，理論壽命能超過35年，運(yùn)維幾乎無化學(xué)衰減。

簡直好到?jīng)]有邊......當(dāng)然也沒有那么夸張，重力儲能的劣勢也是有的。比方說能量密度偏低，同樣的儲能量需要更大體積的“重物升降”裝置；另外是初期投資較高，需要造高塔、配千噸級起重機(jī)及自動化系統(tǒng)；第三是機(jī)械化升降的響應(yīng)速度比電化學(xué)電池慢，無法用于毫秒級頻繁調(diào)頻。但這些問題正在被工程優(yōu)化、控制算法和規(guī)模效應(yīng)逐步克服：比如， Energy Vault 在如東的首座EVx已實(shí)現(xiàn)80％以上的往返效率，相當(dāng)于鋰電的85～95％；Gravitricity在英國用千米深的廢棄礦井做試驗(yàn)，利用天然落差大幅提升單位質(zhì)量的存能；還有公司將塔式、井式和山地軌道結(jié)合，用滑輪、活塞等更高效的機(jī)械結(jié)構(gòu)，力爭把儲能成本降到0.05美元／度以下。

我們國家，在儲能方面，確實(shí)走在世界前列。就拿重力儲能來說，目前有6個項(xiàng)目落地，規(guī)模100～660?MWh，內(nèi)蒙2?GW級規(guī)劃已啟動，投資額過十億美元；而世界其他國家雖有示范項(xiàng)目，如瑞士、蘇格蘭、美國德州和南非，但總體上仍處于小規(guī)模驗(yàn)證階段。除了重力儲能，我國在其他新興儲能方向同樣動作頻頻。壓縮空氣儲能在江蘇金壇鹽穴已進(jìn)行了示范試驗(yàn)，利用鹽穴高密封性大庫容，把多余電力驅(qū)動壓縮機(jī)，將空氣壓進(jìn)地下，放電時再膨脹發(fā)電；熱能儲存方面，像熔鹽電池在光熱發(fā)電廠里已經(jīng)商用；而液流電池、鈉硫電池、飛輪儲能、氫能載體、鋅空氣和鐵空氣電池等也都在加速落地。這些進(jìn)展，都得益于我們擁有完備的工業(yè)體系和充足的工程隊(duì)伍，能夠快速鋪開，在全球儲能新賽道中占得先機(jī)。

看完今天的視頻，不知道你有沒有豁然開朗——原來搬磚，真的可以撐起未來。