创新的电网级储能系统——重力反馈电池

在科技的发展道路上，离不开能源的助力，特别是再科技飞速发展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人员不断开发新能源，这就再当下最需要研发太阳能的使用。风和太阳能，都是当红的可再生能源，不过遇到风不吹、阳光不足，发电机就会“罢工”;另一个尴尬是，如果发电充足而一时却用不掉，就得想法子将电能储存起来。

有人想到抽水储能，在用电负荷低的时段利用多余电力驱动，将下池水库的水抽到上池水库，以便在能量需求高的时段下冲发电。这种将电能转化成重力势能储存起来的形式，综合效率在70%到85%之间，帮助电力系统调峰填谷，应对紧急事故。瑞士的能源库公司(EnergyVault)有了异曲同工的想法，他们推出了创新的电网级储能系统——重力反馈电池，将势能储存在巨大的混凝土砌块塔中，需要时将砌块放下，发电释放能量。

部署在风力发电场的重力反馈电池塔，在现场，只见众多混凝土块垒成了摩天大楼般的塔。现在是电力充裕的时段，也就是储能阶段，一架六臂起重机将积木一块块从地上抬起，往塔的高处堆放。堆放显然是有规律的，大吊车也显然深谙其道，有条不紊地自主操作。在基地上形成的塔逐渐升高变大，势能被储存在其中。

需要这个系统释放能量时，让起重机抓起适量的混凝土块，放回地面(当然也是指定位置)，砌块下降时的动能就会转换成电能以供利用(附图从左到右显示了满载到逐步释放能量过程中巨塔的变化)。奇妙的是，看起来大而笨重的起重机，可以在2.9秒内让系统发出电力。有专门的算法来校准和控制储能/放电循环，系统的能量往返综合效率可以高达约90%。

混凝土塔储电的容量取决于系统的大小，最高可达到35兆瓦时，峰值功率4兆瓦。第一个能源库系统将由塔塔电力公司于2019年在印度部署，规模就是35兆瓦时的。该系统是模块化的，便于部署多塔来提高容量。由于依靠砌块堆叠，不像化学储存系统那样会降解，或“泄漏”能量。能源库公司表示混凝土砌块不会随时间而退化，应该有30到40年的寿命。当然也有质疑者认为砌块多年暴露在空气中会较快磨损。另一个反对理由是：混凝土是最具环境破坏力的材料之一，建造砌块本身就可能留下巨大的碳足迹。但公司称，砌块由原本作为垃圾填埋的混凝土碎块制成，以降低成本，减少材料的浪费。它表示还会针对不同地区相应改动，在复合材料中多选用当地本待处理的废料。

储存间歇性可再生能源(如风能和太阳能)产生的电力，眼下已经有多种方案，比如特斯拉在澳大利亚的巨大锂离子电池。而德国在地下盐穴中建造的全球最大氧化还原液流电池brine4power，将电能储存在液态电解质中，建成后可为7.5万个家庭供能。能源库系统认为自己系统的每千瓦时成本应该能低于其他存储系统。如果某一天人们能高效利用太阳能，相信能解决很大的能源问题，毕竟太阳能是符合可持续发展战略的，能保证人类的永续发展，需要我们科研人员更加努力。