用山丘來制造電池

李科

我們知道，水力、火力、風力、太陽光可以用來發電，你聽過用山丘來發電的嗎？在英國，就有一家公司在這么做。

能源儲存是很重要的，特別是在自然災害造成能源短缺時。

我們的世界正面臨著儲能短缺。根據國際能源署的數據，到2040年，世界需要生產10000千兆瓦時的電池和其他形式的能源儲存——這是目前產量的50倍——否則將可能無法捕獲可再生能源產生的大部分能量。

在過去超過100年的時間里，水力發電大壩提供了大部分儲存的能量——它先將捕獲的能量儲存在電網中，再供后來使用。全世界有數十萬座水壩，僅美國就有8萬多座。問題是，它們大多數都造成了一系列的環境問題，如破壞了河流生態系統，降低了水中的含氧量，破裂時會造成大規模的洪水泛濫，占用了過大面積的土地（與生產能源不成比例）等。

現在，全世界可供建造新水壩的合適地點已經所剩不多。很明顯，水壩已經不能解決我們日益增長的能源需求。為了滿足這種需求，總部位于英國倫敦的一家名為RheEnergise的初創公司提出了一種替代方案：一種低成本、節能、環保的儲能系統，被稱為“高強度”水電。

“高強度”水電系統的奧妙之處在于它根本不用水，相反，它使用了一種叫做“HDR19”的獨特流體，其密度是水的2.5倍。這使得這種小型發電系統可以產生與其他大型發電系統相同的電能，不需要占用大量的土地。

因著節約土地資源的考慮，這種水電系統被設計建在山坡上。我們知道，當水流從水壩流過渦輪時，水力發電系統就產生了能量。該系統功能與之相似，當電價低（低需求）時，它利用剩余電力將一種特殊類型的液體泵至山頂并儲存在那里。當價格上漲（高需求）時，它再將液體釋放回山下，通過渦輪機發電并向電網供電。簡而言之，RheEnergise公司希望把山丘變成巨大的能源電池——一種可再充電的能源儲存庫，當電網出現短缺時可以利用。

相比傳統的水電站，“高強度”水電系統有著自己的優點。一是它比水壩或水電站小，這意味著其建造成本低、建造時間短。據估計，建造這樣一個系統只需要1至2年，而傳統的水電站需要5至10年。二是它可以建在地面以下，將自身完全隱藏起來，這樣不僅可以騰出土地用于發展其他可再生能源，如太陽能和風能，而且還能保護周圍的景觀。三是作為一個閉環的系統，它不需要現有的水道或水源，如此一來它更能保護環境。

那么，在世界上適合建立該系統的地點有多少呢？據RheEnergise公司的網站地圖數據顯示，僅英國就有約9500個，歐洲約80000個，非洲約160000個。與抽水蓄能和水力發電的大壩不同，“高強度”水電系統具有可擴展性，能夠滿足全球增長的需求。該公司相信，這個系統幾乎可以在全球任何地方建造，包括那些缺水的地區（這些地區無法安裝傳統的抽水蓄能電站）。類似水電大壩，這種系統的預計壽命可超過60年，這使得它們與其他可再生能源儲存技術（如風能和太陽能）相比非常有利，后者的壽命較短，只有25～30年。

不過，RheEnergise公司指出，“高密度水力”系統并非在山坡挖個洞就安裝這么簡單，不是每個山坡的位置都適合，每個選點都需要經過一個漫長的規劃和分析過程，需要獲得批準。

而且該系統對周圍生態系統的影響仍然存在疑問，盡管該公司表示，其流體對環境無害、無腐蝕，是安全的，即使發生意外泄漏，其影響也不會超過一層薄土。

據報道，到2050年，全球儲能市場的價值預計將超過6400億美元，有大量的投資機會。目前，RheEnergise公司已經獲得了英國政府55萬英鎊（約合471萬人民幣）的資助，該公司希望到2024年，其第一個系統能夠投入使用——從廢棄礦山和采石場的小規模項目開始，并希望下一個10年，連續投入使用超過100個系統。

既要滿足日益增長的能源需求，又要盡量減少對環境的影響，不可否認，這是一場艱苦的持久戰。但有了創新和創新思維，我們有理由保持樂觀。