新型混凝土積木儲能技術

Peter Kelly Detwiler

最近，瑞士儲能公司Energy?Vault?宣布獲得日本軟銀公司旗下愿景基金1.1億美元的投資。

此次投資旨在幫助Energy?Vault?公司發展一項獨特的儲能技術——運用混凝土塊搭積木。或許您還從未聽說過Energy?Vault，是因為他們在去年11月份的北美儲能大會上才剛宣布了自己的技術。

公司聯合創始人兼CEO?Robert?Piconi表示，“我們要在技術發展到最成熟的階段才會對外公開發布。”不過這種低調的態度很快將有所改變，因為2019年儲能市場已經開始嶄露頭角，近幾個月來有關儲能產業的新聞已有明顯的增多。?據數據分析公司GlobalData今年5月的報告顯示，到2023年，全球儲能市場預計將從2018年底的5GW（千兆瓦）?增至22.2GW。

技術原理

在Energy?Vault的設計中，共有六座塔式起重機，也稱為吊塔，它們將每塊重達35噸的數千塊混凝土塊提起或降下。

在電力富余時，混凝土塊會被提高至120米左右，將電能轉化為積木塊的重力勢能;而在電力不足的情況下，將積木塊下降，將下落時的重力勢能轉化為電能，從而形成的儲能過程。這就像將彈簧卷起來，當釋放之后彈簧開始恢復原位，在這個過程中，能量也就釋放出來。利用這個能源系統也可以對風能、太陽能等間歇性可再生能源進行儲存。據悉，這個新系統可以擴展至電網層級別。

Enervault公司的能量塔

Energy?Vault公司的技術設置了500英尺高的視線軟件，能夠準確控制起重機、滑輪以及電纜，從而實現精確的積木塊吊裝過程。如果要特定的時間段內，增加混凝土塊的數量，就要儲存或釋放相應數量的能量。在儲電和放點的過程中，一定會因為摩擦力等因素產生一些自然損耗。為此，Energy?Vault通過軟件設計，將每塊磚每次停放的位置設計到絕對一致，最大程度上減少電能的浪費。

這一技術可以使企業具備長期儲能的實力，目前大部分的企業還在使用大型儲蓄罐進行抽水蓄能，不過現在已經很少有企業再用這個方法，因為建立這個系統的成本高達10億美元，而且還要經過冗長的環保認證過程，需要數年的時間才能將儲能設備建設完成。

最近，還出現了新的競爭者——低溫儲藏，就像是Highview?power公司最近宣布與Tenaska?公司合作在美國建設的Giga-watt?scale項目。可是這個項目的吸收和釋放能量的效能只有60%，而Energy?Vault系統的效能大約在80%到90%之間。

除此之外，混凝土塊是組裝式的，可以被獨立操作。利用多個起重機和滑輪可以同一時間搬運多個巨大的積木塊，系統效率異常快速。據Piconi?的介紹，Energy?Vault系統可以在2.9秒內從0MW?快速增長到4MW。在能量傳輸中，這是毫秒級的反應速度，近乎于直線型的增長，在1秒內傳遞1.3MW的能量。

混凝土塊的材料

起重機、滑輪、發動機是現成的機器，而系統軟件則會自動地與電網交互接收指令信號，隨后通知系統哪些磚塊需要升高或下降，以及變化的高度，都可以進行精確的客制化服務。在實驗過程中，Piconi團隊很快就發現如果使用普通的混凝土成本會非常高。

墨西哥水泥建筑材料生產商CEMEX在瑞士建立了研發創新中心，?當Energy?Vault公司的消息發布后，這家公司就向Energy?Vault公司拋出了橄欖枝。

CEMEX的材料科學團隊已經研究出一種技術，使用普通的土壤和簡單的物質就能制成道路路面和復合材料。

目前，兩家公司開始合作開發一種輕量、耐用、便宜的新型材料，并且能夠融合多種廢棄材料，比如像用過的混凝土碎片、煤灰、工業爐渣，甚至是本地的泥土。

Energy?Vault除了通過提供儲能服務向電網要錢，還可以通過收取垃圾處理費獲得額外的利潤，回收利用本要填埋的廢棄物。

軟銀的投資用在哪里

Piconi表示，他們的技術成本不足抽水蓄能的1/3，每度電只有5美分。這項技術擁有多項創新，融合了再生能源的儲能技術，使傳統的天然氣發電可以低價出售。Piconi認為，現在全球都十分青睞這項儲能技術，包括未來的發展前景，操作工具和方法。

現在，Energy?Vault正在評估長期合作關系的可行性。“Energy?Vault解決了如何大規模儲存可再生能源這一長期復雜的問題。”軟銀投資顧問公司執行合伙人Akshay?Naheta?在一份聲明中表示，“Energy?Vault與軟銀現有的能源資產組合非常互補，我們很高興能進一步推動該公司的全球發展。”

Piconi表示，現在時機已經成熟，“我們很快會宣布合營公司和個人合作業務，Energy?Vault首次全面示范項目有望在2019年底在意大利北部上線，其他相關計劃也將在2020年全部上線。

資本的注入使Energy?Vault的技術真正走向全球，并且以更快的速度在全球開展業務。目前這項技術已經找到可持續發展的路徑，我們相信這項技術可以改變未來的儲能方式。”

編譯自《福布斯》雜志

（責任編輯?姜懿翀）