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(chǔ)能系統(tǒng)可能是一種比鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間和更大規(guī)模的儲(chǔ)能方式。

將重力作為一種儲(chǔ)能方式是對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)以外其他儲(chǔ)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(guò)去幾年中大幅降低了成本，但一些專(zhuān)家仍認(rèn)為，由于世界各國(guó)制定了一些清潔能源長(zhǎng)期目標(biāo)，鋰離子電池儲(chǔ)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(guó)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(shì)進(jìn)行儲(chǔ)能，可以與水力發(fā)電結(jié)合使用，并證明對(duì)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(lèi)似于滑雪纜車(chē)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(guò)程中可以產(chǎn)生電力。

其基本原理類(lèi)似于瑞士?jī)?chǔ)能廠商Energy Vault公司提出的重力儲(chǔ)能技術(shù)，該公司最近從軟銀遠(yuǎn)景基金公司獲得了超過(guò)1億美元的股權(quán)投資。該技術(shù)通過(guò)將混凝土塊從高處落到低處的重力發(fā)電。

鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是增長(zhǎng)最快的儲(chǔ)能系統(tǒng)，而美國(guó)各地公用事業(yè)公司都致力于部署電池儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能時(shí)間(通常為4小時(shí)或更短)可能難以滿足越來(lái)越多的太陽(yáng)能和風(fēng)能資源儲(chǔ)能需求。

調(diào)研機(jī)構(gòu)Wood Mackenzie公司儲(chǔ)能主管Daniel Finn-Foley表示，“根據(jù)美國(guó)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(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)足夠的太陽(yáng)能或風(fēng)能，可能需要10到20個(gè)小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)間。”

他指出，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的可擴(kuò)展性較差，而其儲(chǔ)能時(shí)間增加一倍時(shí)，部署成本也將會(huì)加倍。

國(guó)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(chǔ)能系統(tǒng)(MGES)可以為在新地點(diǎn)部署長(zhǎng)期儲(chǔ)能系統(tǒng)提供可能性。抽水蓄能是目前使用的最常見(jiàn)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能形式之一，儲(chǔ)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(kù)泵送到位置較高的水庫(kù)，然后將水釋放回較低的水庫(kù)進(jìn)行發(fā)電，這會(huì)受到地理?xiàng)l件和高昂的資金成本的限制。Hunt說(shuō)，“山區(qū)重力儲(chǔ)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(huì)蒸發(fā)，因此不會(huì)失去潛在的能量，可以無(wú)數(shù)次地重復(fù)使用。山地重力儲(chǔ)能系統(tǒng)(MGES)將成為山區(qū)的潛在儲(chǔ)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(chǔ)能(MGES)裝置的高度差可以超過(guò)5,000米。”

但Finn-Foley表示，其他一些儲(chǔ)能技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到能夠超越鋰離子電池儲(chǔ)能的“臨界點(diǎn)”。

他說(shuō)，“隨著儲(chǔ)能應(yīng)用需要更長(zhǎng)的儲(chǔ)能時(shí)間，基于重力的儲(chǔ)能技術(shù)以及其他新興儲(chǔ)能技術(shù)都有一些市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的空間，但是鋰離子電池通過(guò)為電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)提供儲(chǔ)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(chǔ)能(MGES)、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電以及電池儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)(MGES)在填補(bǔ)峰值電力需求期間和電池儲(chǔ)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(chǔ)能系統(tǒng)(MGES)必須與針對(duì)這一差距的現(xiàn)有選擇進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。調(diào)研機(jī)構(gòu)彭博社新能源財(cái)經(jīng)公司儲(chǔ)能分析師Yayoi Sekine說(shuō)，“對(duì)于我來(lái)說(shuō)，尚不清楚電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商是否愿意為在峰值期間使用山地重力儲(chǔ)能系統(tǒng)所帶來(lái)的收益支付費(fèi)用，例如，目前一些島嶼可以通過(guò)使用柴油發(fā)電機(jī)來(lái)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(guó)儲(chǔ)能協(xié)會(huì)副總裁Jason Burwen在一封電子郵件中并未對(duì)山地重力儲(chǔ)能系統(tǒng)(MGES)技術(shù)和發(fā)展進(jìn)行評(píng)論，但他表示，“目前全球正在開(kāi)發(fā)許多潛在的儲(chǔ)能技術(shù)，因此無(wú)法預(yù)測(cè)20年后哪種類(lèi)型儲(chǔ)能技術(shù)主導(dǎo)市場(chǎng)。在儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新、性能、成本等方面還有巨大的市場(chǎng)空間，這需要能源廠商對(duì)儲(chǔ)能市場(chǎng)進(jìn)行更多的投資。”