重力电池试图用绞盘砝码和矿井击败锂离子电池

英国爱丁堡码头上,冰冷的钢灰色水面上矗立着一个看起来像裸露的四层电梯井,只是取代电梯的是一个绿色的、50吨重的铁重物,由钢缆悬挂。

电动马达将重物吊到了电梯井的一半;它现在是一个巨大的、以重力为动力的电池,储存着需要时可以释放的势能。在释放时,重物顺着轴往回走。逆转方向,电机成为发电机,将高达250千瓦的电力送回电网。苏格兰初创公司Gravitricity的项目工程师Douglas Hitchcock说,对于峰值功率,重物可以在11秒内下降,但为了测试目的,它只以 “蠕动速度 “移动几米。

该公司本周宣布,其小规模的演示器现已投入使用,能够在几秒钟内从电网中提取能量并将其送回。该设计为主导全球储能市场化学电池提供了一种替代方案,该市场正与可再生能源发电齐头并进,可再生能源发电需要在太阳照耀或风吹拂时储存能量,并在电网面临高需求时释放能量。

Gravitricity是为数不多的基于重力的储能公司之一,它试图改进一个古老的想法:抽水蓄能。工程师们会在山上筑起一个水库,在需求低的时候抽水到水库,然后释放水库来发电。但是这些系统需要特定的地形、昂贵的基础设施和越来越难得到的规划批准。然而,基于重力的存储有一些明显的优势。目前广泛使用的锂离子电池是公用事业规模储能的首选技术,在失去容量之前只能在数年内充电和放电有限次数。但是重力存储组件,绞盘、钢缆和重物可以很好地保持几十年,而且对环境基本没有影响。

一份2019年报告显示建筑、运行成本和维护方面,重力存储可以比锂离子电池更便宜。对于一个25年的项目,他估计重力发电每兆瓦时的成本为171美元,锂离子电池每兆瓦时的寿命成本为367美元,是其两倍多。流动电池是一种有前途的电网规模的技术,它将电荷储存在大型液体电解质罐中,每兆瓦时的成本为274美元。

其他基于重力的存储公司对该技术也有自己的看法。总部位于加州的重力发电公司的想法与抽水式水力发电仅有一小步之遥。它利用可再生能源将水抽到一个沉重的活塞下并将其提升。当需要动力时,活塞的重量被释放,迫使水通过一个水力发电机。德国公司New Energy Let’s Go采用了类似的设计。总部设在瑞士的Energy Vault公司希望使用带有电机兼发电机的多臂起重机来堆放和拆卸由数百块35吨的砖块组成的120米高的塔,就像一座巴别塔,随着能源需求的变化而起伏不定。

不过这项技术仍然 “非常不成熟”,尽管电池价格不断下降,但重力公司却没有取得什么进展。Energy Vault可能是其中的佼佼者,它在2019年宣布已经筹集了1.1亿美元的投资,并计划在今年开始商业开发。但与所有储存技术一样,如果气候法规不为无碳能源创造激励机制,基于重力的储存将陷入困境。她说,在大多数地方,可以轻松开启和关闭的小型天然气工厂仍然是应对需求波动的最廉价方式。

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