7種重力儲能，你更看好哪一種呢？

通過抽水、搬磚、運砂石、吊重物來儲能？

這是一種新型儲能技術——重力儲能。利用建筑物、山體、地形等高度差，通過將“重物”運上運下，實現電能和重力勢能之間的轉換，進而儲電與發電。

【資料圖】

1.“搬磚”儲能

2020年Energy Vault公司在瑞士Arbedo-Castione市，建立了“搬磚儲能”的原型——“塔式搬磚儲能”。一臺70米的起重機高高聳立，六條吊臂從頂部伸出，上下搬動每塊重35噸的磚塊，這些磚塊由土壤和廢品制成。

2022年EV公司從高塔，轉向20層的模塊化建筑，它將其稱之為“Energy Vault Resiliency Center”（EVRC）。EVRC采用建筑機械流程和能源管理系統來儲存和釋放電力。當可再生能源發電高時，EVRC利用能量將30噸的磚塊“搬”到120m高處，將勢能存儲起來，當需要電時，EVRC通過控制磚塊下降，將動能釋放回電網。

2022年EV公司從高塔，轉向20層的模塊化建筑，它將其稱之為“Energy Vault Resiliency Center”（EVRC）。EVRC采用建筑機械流程和能源管理系統來儲存和釋放電力。當可再生能源發電高時，EVRC利用能量將30噸的磚塊“搬”到120m高處，將勢能存儲起來，當需要電時，EVRC通過控制磚塊下降，將動能釋放回電網。

2.電梯儲能

今年，奧地利維也納國際應用系統分析研究所(IIASA)在《能源》雜志上，提出一種通過重力存儲技術，將摩天大樓變身為巨型電池的解決方案——電梯儲能系統(LEST)，利用電梯和高層建筑的垂直高度來儲存和釋放能量。

3.“海底巨蛋”儲能

2021年，德國法蘭克福歌德大學榮譽教授Horst Schmidt-B?cking和薩爾布呂肯大學Gerhard Luther博士于提出了形似海底“巨蛋”的儲能方式。2016年，德國弗勞恩霍夫風能和能源系統技術研究所（IWES）進行了20MWh“海底巨蛋”儲能的水下測試。

這種儲能方式工作原理是：制造直徑30米、壁厚3米的混凝土空心球，將其放置海底，球的中心是真空的。儲能時，海水被電泵抽到球體之外；發電時，高壓海水從管道中流入空心球體中，水流推動水輪機發電。在海下，完成電能的存儲和釋放。

2016年IWES在博登湖進行了持續四周的試驗，系統的經濟安裝深度大約在600~800米。相同容積增量下，儲電能力隨著深度線性增加，在700米深度時，儲能系統的儲電能力大約為20兆瓦時，轉換效率為65%~70%。

2016年IWES在博登湖進行了持續四周的試驗，系統的經濟安裝深度大約在600~800米。相同容積增量下，儲電能力隨著深度線性增加，在700米深度時，儲能系統的儲電能力大約為20兆瓦時，轉換效率為65%~70%。

據Gravity Power的公開數據，活塞式儲能可實現電網等級的長時間(約 6~14h)儲能目標提供40MW/160MWh至1.6GW/6.4GWh電量，轉換效率可達75%-80%。

5.軌道機車儲能

2014年，美國能源公司Advanced Rail Energy Storage(ARES)提出了軌道機車儲能解決方案。

ARES公司建造了一條6英里長的上坡軌道，配有重裝機車，機車是實心機混凝土，每輛重達300噸，最高時速為16英里。儲電時，利用余電將推動高效電機將機車推至坡頂“車站”，電能儲存為重力勢能；發電時，釋放機車下坡，重力勢能轉化為電能，開始發電。

據ARES公司公開數據，軌道機車儲能系統單站容量可在100-3000MW，儲能時長2-24小時，轉換效率高達86%。系統具備快速響應能力，最快5秒完成充電，25秒可完成放電。系統壽命達40年以上。

目前首個軌道機車儲能商業項目正在推進，將在美國內華達州帕倫普以南落地，與風電、光伏電站集成。

6.纜車儲能

2019年，奧地利維也納國際應用系統分析研究所(IIASA)提出了一項纜車儲能解決方案（MGES）。

MGES由陡峭山坡、起重機、儲存容器（可以裝砂石或水）、電纜等組成。儲電時，利用余電驅動發動機將裝滿沙石的纜車從山坡底部移動到頂部，電能轉化為勢能。發電時，將纜車從山坡頂部下降到底部，勢能轉化為電能。

MGES還可與水力發電相結合，在用電高峰期，用水填充儲存容器，系統設計了可任何高度在儲存容器中添加水。MGES可以實現長時儲能，連續存儲能量數月，儲能容量設計為0.5-20MWh，發電功率500~5000kW。

7.礦井儲能

2016年，英國Gravitricity公司提出鉆井儲能解決方案。Gravitricity主要瞄準廢棄鉆井平臺與礦坑，重力媒介是500噸的“砝碼”，在深度超300米的豎井中重復吊起與放下鉆機，通過電動絞盤，先將鉆機拉到廢棄礦井上方，需要用電時再讓鉆機放下，如此進行儲存和釋放電能。

礦井儲能使用壽命在50年左右；該解決方案響應速度快，能在不到1秒內從零功率變為全功率；電能轉換效率高達80%，儲能容量可自由配置1-20MW，輸出持續時間為15分鐘-8小時。

2021年4月，Gravitricity在愛丁堡利斯完成了250KW示范項目，已連接至電網，利用兩個25噸重物存儲能量。目前該公司正在研究在英國、東歐、南非、智利等國家的廢棄礦井中應用其重力儲能解決方案。

英國愛丁堡250kW示范項目

今年2月，Gravitricity公開表示，已獲得英國政府150萬英鎊的支持，將在英格蘭北部的一個電網連接地點開發建設一個4MWh的商業用重力儲能系統。未來，Gravitricity及其合作伙伴計劃生產模塊化系統，以降低項目建造成本。

理也很簡單：儲存的能源=質量×抬升高度×重力，重力為常量，問題在于如何最大化質量或高度，最好兩者均能實現最大化。

你更看好哪一種重力儲能呢？

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