张佳欣
位于芬兰赫尔辛基以北约450公里的一座废弃矿井正在引起人们的关注,它有可能对能源行业产生重大的影响,不过它的吸引力可能并不是大多数人所想象的那种。
这座名为皮哈砂麦的矿井曾产过丰富的锌和铜资源,但如今它将利用重力来创造新的价值。作为欧洲最深的金属矿山之一,它的位置对于建造大容量的重力储能仓是一个理想的地点。位于英国的一家名为Gravitricity的公司就计划将其改造成一个巨大的重力电池:在矿井深处安装重型物品,并使它们与发电机相连。通过提升这些重物以储存电能,然后再次让其下落以释放电能。
《新科学家》杂志近日刊文称这个方法看似简单却恰恰是其精华所在。各国政府都努力解决间歇式可再生能源的一个重大挑战:如何在没有风或阳光的时候维持电力供应。到目前为止他们主要关注氢能、核能和锂离子电池等昂贵的技术如果可以以更加基础的方法解决间歇性问题同时减少电费和排放岂不是更好?
重力储能舱也许只是开端。众多公司将专注于探索如何将盐、沙子和水,甚至是热砖这类看来寻常的材料用于新技术。这些似乎简便易行的方法可能是应对当今时代最具紧迫性问题的关键方案之一。
有高度差就能发电
任何一种具有质量的物体下落时,重力会带来的能量都可以被利用起来。抽水蓄能技术就是这样,它主要依赖于这个原理:当电力供应过剩或价格低廉的时候,在这些电力的作用之下从较低的地方抽水到较高的地方;等到需要消耗电力的时候再让水从较高处流下来驱动涡轮机发电,这种技术既高效又经济,但它的不足之处在于不是所有地区的都有可以使用抽水蓄能的湖泊。
Gravitricity采用的技术也是重力能源储存技术。其不使用湖泊和水能作为能量存储手段,而是打算依赖如皮哈砂麦矿井等类型的矿藏来实现重力储能。这些矿井遍布全球各地。例如,私家侦探,侦探公司,调查公司,查人找物,商务调查,出轨外遇调查,婚外情调查,私人调查,19209219596该公司的计划也将在英国的爱丁堡和捷克共和国的工厂中进行,用于展示这种技术的实际应用效果。
当然,即使没有矿井,重力储能技术依然可行。2020年奥地利国际应用系统分析研究所提出了一种类似缆车的重力储能系统,通过将沙子或砾石运送到山坡上然后在需要电力时将它们迅速滑下以产生能量。
目前还难以判定这些基于重力的想法是否真的能够成功,但在即将到来的“极简”储能方案中,重力储能并不是唯一的选项。
铁的锈蚀可以用于储存能量。

爱丁堡的一个实验装置可以抬起总重量为 50 吨的大块岩石,而 Gravitricity 公司则展示了如何以极低的成本提高这一点。图片来源:《新科学家》
另一个设想是保持电池的基本构想,并且摒弃其复杂的物理特性。这一理念下有多种策略可供选择,其中之一就是用相对廉价的钠来取代昂贵的锂元素。位于美国马萨诸塞州的Form能源公司发明了一种铁空气电池,其核心元素竟是普通的铁锈。这种电池的工作方式非常直观:充电时,电流通过电化学作用将氧化铁(铁锈)转化为铁原子,释放出氧气;在放电过程里,则是电池从空气中吸取氧气,使原本被还原成的铁又回变成铁锈,从而产生电流输出。
Form Energy的电池尺寸与洗衣机相当,因此它们不适合用在电动汽车上。但对电网级别的储能系统来说,则正好合适。Form私家侦探,侦探公司,调查公司,查人找物,商务调查,出轨外遇调查,婚外情调查,私人调查,19209219596 Energy公司表示,他们的铁空气电池经过特别设计,能在成本低于传统电池的情况下储存100小时的电力。由于公司的电池工厂得到了3600万美元的资助,所以他们现在已经开始建设他们的第一家电池工厂位于西弗吉尼亚州。
当然,并且,尽管讨论如何简化储能技术时要避免忽略热能的重要性,这绝对不是一个可以轻视的方面。
利用砖块和熔盐进行储能

Rondo能源公司的砖块正被整齐放置在生产线上。这是由《新科学家》提供的照片。
虽然不太常见,但已有很多企业看到了热能储存的巨大潜力。例如总部位于美国加利福尼亚的Rondo能源公司正在开发一种产品,将黏土砖作为热能储存介质利用巨大的黏土砖夹在两个加热元件之间就像烤面包机中的吐司一样可储存能量数天之久
使用可再生能源将黏土砖加热到1500°C后,这将为工厂提供可循环使用的能源,也可以被转换成蒸汽来推动涡轮机进行发电。
这类巨大的“砖块式”锅炉都得建在供应该处工厂用电的地方,在那里热能会被运输到需要它的地方。由于这种系统构造简单容易实施,因此造价不会太高。Rondo能源公司估计,采用这种方式储存电力的成本大约是绿色氢气的二分之一。
欧洲也在积极拥抱热能存储技术。京都公司在挪威获得了灵感,来自摩洛哥瓦尔扎扎特-努尔太阳能发电站的一排排巨大的镜子反射阳光并将熔盐加热至约1000℃以储存大量能量用于供电即使在太阳落山后也能持续供应。京都公司计划将这种技术引入欧洲。
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