由中国天楹股份有限公司及旗下控股子公司AtlasRenewable携手瑞士重力存储技术公司EnergyVault合作开发的中国首个重力储能系统项目近日开工建设。这个采用了新型机械式储能技术的重力存储项目，可以利用重力原理实现能源存储，即将重力势能转化为动能，再通过大型发动机将动能转化为电能。
重力存储技术在几年前还处于理论研究阶段，但随着全球多个试验项目问世，已迈出了商业化的第一步。重力存储技术不仅可以在电力调峰、系统调频、风光并网等方面发挥重要作用，还能帮助终端用户错峰用电，提高整体能源使用效率。
中国首个重力储能项目开工
这个名为EVxTM的重力储能系统容量为10万千瓦时，应用于江苏省如东县的一个风电场。作为中国首个公用事业级重力储能项目，被业内寄予厚望。中国天楹、AtlasRenewable和EnergyVault于1月底达成了可再生能源存储的许可和特许权使用费协议，其中包括价值5000万美元的技术授权许可协议，允许AtlasRenewable在中国电力市场使用EnergyVault专有的重力存储技术及其能源管理和资产优化软件套件。
“中国首个重力储能系统项目的开建，是我们技术和业务发展的一个重要里程碑。”EnergyVault董事长、联合创始人兼首席执行官RobertPiconi表示，“重力存储技术作为一项关键赋能技术得到认可和部署，将为绿色能源转型带来更强动力。”
江苏如东EVxTM重力储能系统采用了EnergyVault设计的EVx复合块，这些复合块用低成本和可就地取材的材料制成，包括当地土壤、矿山尾矿、燃煤残轧残渣（煤灰）和报废的退役风力涡轮机叶片等。
一个EVx的存储容量为10万千瓦时，相当于2.5万个家庭一天的用电需求。基于模块化的架构形式，不同的重力储能系统可以“搭建”成不同数量的EVx，大小和布局都可以自由调整，这意味着储存容量从兆瓦时至吉瓦时都可实现。
EnergyVault指出，重力存储技术可以在维持电力可靠性的情况下帮助公用事业公司、独立发电商和大型工业能源用户大幅降低平准化度电成本。
探索更多应用场景
EnergyVault并非唯一研发重力存储技术的公司，英国绿色工程初创公司Gravitricity也是其中一员。去年4月，Gravitricity成功试验了其首个重力存储技术项目。Gravitricity高级测试和模拟工程师JillMacpherson表示，这个试验项目产生了250千瓦的瞬时功率，可以短暂维持约750户家庭的用电需求。“这个系统可以很容易地更换单个组件，拥有长达数十年的使用寿命。”
目前，Gravitricity正研究在英国、东欧、南非、智利等国家的废弃矿井中应用此类重力储能项目。这些矿井的深度可以容纳一个全尺寸的重力装置，该装置可以向下延伸至少300米。
国际能源工程类学术期刊《能源》的最新研究指出，国际应用系统分析研究所（IIASA）的研究团队正在通过重力存储技术将摩天大楼变身巨型电池的前景，以利用电梯和高层建筑的垂直高度来储存和释放能量。
高层建筑都配备电梯，可以直接利用这些电梯而无需额外投资或占用空间，即可充分发挥重力存储技术带来的潜在能量释放。IIASA表示，储能潜力与建筑高度成正比，像迪拜哈利法塔这样的摩天大楼估计重力储能潜力高达0.9万千瓦时-9万千瓦时，美国所有高层建筑的总储能潜力可能高达0.65千瓦时-6.5千瓦时，中国则高达0.73吉瓦时-7.3吉瓦时。
IIASA估计，全球现有高层建筑可以转化为30吉瓦时-300吉瓦时的储能，以目前的用电水平计算，上限能量足以维持美国纽约市1个月的电力需求。IIASA研究员BehnamZakeri表示：“在未来很大一部分电力来自可再生能源的情况下，像重力存储这样环保且灵活的储能技术将变得越来越有价值。”
“能量电梯”和“能量仓库”的结合
重力储能与抽水蓄能原理类似，但对站址没有特殊要求，能量变换环节减少，因此效率更高、成本更低。与电化学储能相比，重力储能可以常温常压下运行，性能稳定的同时，安全性也更高。太阳能、风能等可再生能源的间歇性、即时性推动储能技术快速发展，重力存储技术架构更灵活，不受地理环境限制，成本控制和环境效益方面颇具优势。
RobertPiconi表示：“重力储能就像是一个‘能量电梯’和‘能量仓库’的结合。当可再生能源电力进入时，系统会上升，当需要电力供应时，系统就会下降。”他坦言，重力存储技术还处于“雏形”阶段，百万千瓦级的商业项目效益还有待进一步验证，但在可预见的未来，这一技术可以为储能行业的发展带来不可估量的助推力。
油价网指出，重力存储技术目前市场规模很小，因为投资回报未知、商业案例较少，但随着全球能源需求持续攀升，能够实现爆发式增长。
能源咨询公司GuidehouseInsights预计，到2024年-2025年，亚太地区将超过北美成为全球最大公用事业规模储能市场，累计储能装机规模将达71.4吉瓦。2021年-2030年间，全球公用事业规模储能市场的年均复合增长率为25%，到2030年储能装机规模将超过30吉瓦。在此背景下，重力储能这一突破性的创新技术大有可为。
