行業(yè)期刊《Energy》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究報(bào)告表明：山地重力儲能系統(tǒng)可能是一種比鋰離子電池儲能系統(tǒng)更長的持續(xù)時(shí)間和更大規(guī)模的儲能方式。
將重力作為一種儲能方式是對電池儲能系統(tǒng)以外其他儲能技術(shù)進(jìn)行持續(xù)研究的一個(gè)示例。盡管鋰離子電池在過去幾年中大幅降低了成本，但一些專家仍認(rèn)為，由于世界各國制定了一些清潔能源長期目標(biāo)，鋰離子電池儲能系統(tǒng)在規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益方面不能完全支持接入電網(wǎng)的可再生能源發(fā)電量。
奧地利研究機(jī)構(gòu)國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)發(fā)布的一份研究報(bào)告表明，利用山區(qū)的地勢進(jìn)行儲能，可以與水力發(fā)電結(jié)合使用，并證明對微電網(wǎng)、島嶼和電力成本高的地區(qū)具有經(jīng)濟(jì)吸引力。
研究人員指出，類似于滑雪纜車的電動(dòng)系統(tǒng)可以將裝滿沙子的容器提升到山頂?shù)钠鹬貦C(jī)上。然后依靠重力將容器送回山下，在這個(gè)過程中可以產(chǎn)生電力。
其基本原理類似于瑞士儲能廠商Energy Vault公司提出的重力儲能技術(shù)，該公司最近從軟銀遠(yuǎn)景基金公司獲得了超過1億美元的股權(quán)投資。該技術(shù)通過將混凝土塊從高處落到低處的重力發(fā)電。
鋰離子電池儲能系統(tǒng)是增長最快的儲能系統(tǒng)，而美國各地公用事業(yè)公司都致力于部署電池儲能系統(tǒng)作為備份間歇性可再生能源的一種方式。但是，電池儲能系統(tǒng)的儲能時(shí)間(通常為4小時(shí)或更短)可能難以滿足越來越多的太陽能和風(fēng)能資源儲能需求。
調(diào)研機(jī)構(gòu)Wood Mackenzie公司儲能主管Daniel Finn-Foley表示，“根據(jù)美國一些州的規(guī)定，可再生能源采用率較高的電網(wǎng)需要電池儲能系統(tǒng)存儲足夠的太陽能或風(fēng)能，可能需要10到20個(gè)小時(shí)儲能時(shí)間。”
他指出，鋰離子電池儲能系統(tǒng)的可擴(kuò)展性較差，而其儲能時(shí)間增加一倍時(shí)，部署成本也將會加倍。
國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)研究人員、研究報(bào)告的作者Julian Hunt表示，山地重力儲能系統(tǒng)(MGES)可以為在新地點(diǎn)部署長期儲能系統(tǒng)提供可能性。抽水蓄能是目前使用的最常見的長時(shí)儲能形式之一，儲能時(shí)間通常可以達(dá)到6到20個(gè)小時(shí)。
但是，抽水蓄能設(shè)施將水從位置較低的水庫泵送到位置較高的水庫，然后將水釋放回較低的水庫進(jìn)行發(fā)電，這會受到地理?xiàng)l件和高昂的資金成本的限制。Hunt說，“山區(qū)重力儲能系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一是沙子成本十分低廉，并且與水不同，不會蒸發(fā)，因此不會失去潛在的能量，可以無數(shù)次地重復(fù)使用。山地重力儲能系統(tǒng)(MGES)將成為山區(qū)的潛在儲能選擇。此外，由于具有很高的水壓，抽水蓄電設(shè)施的高度差被限制在1200米以內(nèi)，而山地重力儲能(MGES)裝置的高度差可以超過5,000米。”
但Finn-Foley表示，其他一些儲能技術(shù)還沒有達(dá)到能夠超越鋰離子電池儲能的“臨界點(diǎn)”。
他說，“隨著儲能應(yīng)用需要更長的儲能時(shí)間，基于重力的儲能技術(shù)以及其他新興儲能技術(shù)都有一些市場競爭的空間，但是鋰離子電池通過為電動(dòng)汽車和儲能系統(tǒng)提供儲能容量，其積累的規(guī)模經(jīng)濟(jì)創(chuàng)建了巨大先機(jī)。”
以夏威夷島嶼莫洛凱島的一個(gè)研究模型為例，發(fā)現(xiàn)山地重力儲能(MGES)、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電以及電池儲能系統(tǒng)都可以自行滿足該島的能源需求。研究表明，山地重力儲能系統(tǒng)(MGES)在填補(bǔ)峰值電力需求期間和電池儲能系統(tǒng)之間的差距方面發(fā)揮重要作用。
但是，山地重力儲能系統(tǒng)(MGES)必須與針對這一差距的現(xiàn)有選擇進(jìn)行競爭。調(diào)研機(jī)構(gòu)彭博社新能源財(cái)經(jīng)公司儲能分析師Yayoi Sekine說，“對于我來說，尚不清楚電網(wǎng)運(yùn)營商是否愿意為在峰值期間使用山地重力儲能系統(tǒng)所帶來的收益支付費(fèi)用，例如，目前一些島嶼可以通過使用柴油發(fā)電機(jī)來滿足電力需求，如果采用更多的可再生能源，可以減少燃油發(fā)電。”
美國儲能協(xié)會副總裁Jason Burwen在一封電子郵件中并未對山地重力儲能系統(tǒng)(MGES)技術(shù)和發(fā)展進(jìn)行評論，但他表示，“目前全球正在開發(fā)許多潛在的儲能技術(shù)，因此無法預(yù)測20年后哪種類型儲能技術(shù)主導(dǎo)市場。在儲能技術(shù)的創(chuàng)新、性能、成本等方面還有巨大的市場空間，這需要能源廠商對儲能市場進(jìn)行更多的投資。”
