據(jù)外媒華爾街日報報道,近日,瑞士重力儲能公司Energy Vault將通過與一家特殊目的收購公司(SPAC)合并的方式在紐約證券交易所公開上市。這筆交易將為Energy Vault提供約3.88億美元的SPAC資金,用于建立其能源儲存業(yè)務(wù),合并后的公司估值約為11億美元。對于Energy Vault,國內(nèi)新能源業(yè)界可能并不怎么了解。但這家專攻儲能解決方案的公司也曾在國內(nèi)掀起過一小層波浪。其所研發(fā)的一項“瘋狂”的創(chuàng)意儲能技術(shù),在當時獲得了軟銀旗下“愿景基金”(Vision Fund)高達 1.1 億美元的“豪賭”式投資。 一、“瘋狂”的新型儲能技術(shù)——用水泥塊搭積木 你能想到這樣一個像水泥塊搭起來的積木塔,可能會為人類未來儲存巨量能源嗎? 2018年底,瑞士重力儲能公司Energy Vault公布了其創(chuàng)意重力儲能裝置模型,也就是上面這個水泥塔。 它的儲能原理非常簡單,只用到了初中生的物理知識:重力勢能。 在Energy Vault的設(shè)計里,這就是個重復的建塔拆塔的過程。如下圖: 由六臺吊塔合一體為中心,在生產(chǎn)的電能盈余的時候,把多余的電能用來驅(qū)動吊塔,把重達35噸的混凝土方磚吊起,并壘起120米的高塔;然后電力匱乏時,吊塔把混凝土塊放下,在其下落的過程中由重力驅(qū)動,吊塔連接的發(fā)電機會被帶動,從而快速且大量的持續(xù)發(fā)電。 簡單來說,就是通過重力勢能和電能電能的相互轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)像電池一樣的儲能功能,幫助不穩(wěn)定的太陽能光伏和風電更好地并網(wǎng)。而且據(jù)稱,這項技術(shù)的輸出功率可以在 2.9 秒內(nèi)迅速從 0 增加到 100%,從而實現(xiàn)對電網(wǎng)需求的高速響應。 Energy Vault還宣稱,一個塔的存儲容量可達 80 兆瓦時,并且能夠在 8 到 16 小時內(nèi)連續(xù)放電 4 到 8 兆瓦,足夠給2000戶瑞士家庭供電。 據(jù)了解,目前Energy Vault已經(jīng)建造了一個小型的測試塔,可實現(xiàn) 80-85% 的往返效率,以及超過 35 年的使用壽命。并且先后獲得了軟銀的1.1 億美元投資,以及Prime Movers Lab1 億美元的投資。 二、儲能技術(shù)有很多,笨重的“水泥塔”為什么受到關(guān)注? 目前,隨著新能源的大踏步發(fā)展,儲能技術(shù)紛繁多樣,其主要的抽水蓄能和鋰電池蓄能方式,從方案到技術(shù)都已經(jīng)十分成熟,那么為什么Energy Vault誕生不久的“水泥塔”儲能方案還是受到了投資界的看好呢?這就與目前的儲能技術(shù)存在的局限性有關(guān)了。 傳統(tǒng)的儲能方式以抽水蓄能為首,它是目前應用規(guī)模最廣、技術(shù)最成熟的能源儲存方式。 所謂的抽水蓄能,簡而言之是這么一個過程:電網(wǎng)低谷時利用過剩電力將水從低處抽到高的水庫里,在電網(wǎng)峰荷時水被釋放推動水輪發(fā)電機發(fā)電。 在這一儲能過程中,水是純天然的免費的“儲能介質(zhì)”,發(fā)電的動力更是不要錢的地球引力,因而儲能的成本很低,每度電只需十幾美分。目前,為了提高太陽能、風能等發(fā)電比例,不少地方都興建起了大量的抽水蓄能電站。 (廣東惠州抽水蓄能電站項目) 但是,想要在全世界都建設(shè)抽水蓄能電站并不現(xiàn)實,因為其對特殊地理條件的依懶性很高,要么有足夠多的江河湖泊等水資源,要么就要有足夠大的地勢落差來修建水庫。很多地方是達不到這些條件的。比如中國經(jīng)濟最為發(fā)達的平原地區(qū),根本沒有幾座山可以在山上、山下都興建水庫。 因此,除了傳統(tǒng)的抽水儲能外,電化學儲能方式也越發(fā)成為主要的儲能方式之一。近些年,馬斯克等一眾科技明星推廣的“高科技”——鋰電池儲能,憑借能量密度高、循環(huán)壽命長、自放電率小、無記憶效應和綠色環(huán)保等優(yōu)點,在全球的裝機占比迅速提高,成為電化學儲能中的絕對主力和發(fā)展方向。 但是現(xiàn)有的鋰電池技術(shù)最大的局限在于高成本。目前,其每度電20~30美分的成本,已經(jīng)下降到了接近原材料價格的地步,但是依然不夠低。除非鋰電池在未來出現(xiàn)技術(shù)上的革命性突破,否則將無法用于對電網(wǎng)級別規(guī)模的能源提供長時間儲能服務(wù)。 而Energy Vault所提出設(shè)想的“水泥塔”儲能方式,采用的是和抽水蓄能類似的“低技術(shù)”原理 、卻擺脫了抽水蓄能苛刻的地理條件限制。此外在成本控制上,由于用做重物的混凝土材料大都可以由建筑垃圾、煤灰、泥土等制成,成本相對來說也比較低廉。Energy Vault 宣稱,他們技術(shù)的成本,連抽水蓄能的 1/3 都不到(每度電只有5美分)。 三、業(yè)界質(zhì)疑聲也不少 不過這項看上去非常有前景的技術(shù)概念,從誕生之初就飽受爭議。業(yè)界普遍認為,這個技術(shù)遠沒有設(shè)想中那么簡單。許多科學家、工程師都提出了自己的質(zhì)疑,指出了這項技術(shù)真正應用時,所可能面臨的各種艱巨的挑戰(zhàn)。 這些挑戰(zhàn)包括但不限于: 1.能量密度是最大瓶頸。120 米高、5000 多塊 35 噸重的混凝土磚,輸出的功率卻和一座同等高度的風力發(fā)電機在同一個級別,那未來普及后相當于要為每一臺風機都配備一座高塔? 2.環(huán)保指數(shù)待考究。生產(chǎn)普通的水泥會產(chǎn)生大量的二氧化碳,用二手原材料能避免嗎?會不會排放的二氧化碳比提高新能源發(fā)電比例省下來的還多? 3.穩(wěn)定性控制難度太高。幾十米長、迎風飄擺的纜繩,需要做到讓 5000 塊磚,每一塊的位置誤差都小于幾毫米。否則,百米高塔就真的會像小孩子搭的積木一樣,說塌就塌。在知名媒體 Quartz 發(fā)布的一段 Energy Vault 原型機的視頻中,只有 20 米高的塔在被一道道鋼箍緊緊綁牢加固后,鋼纜的抖動幅度仍然明顯,遠不止幾毫米。而運行的30年年中又難免會遇到強風甚至地震,塔基能夠一直保持堅挺豎立嗎? |
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