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據(jù)外媒華爾街日?qǐng)?bào)報(bào)道，近日，瑞士重力儲(chǔ)能公司Energy Vault將通過與一家特殊目的收購(gòu)公司（SPAC）合并的方式在紐約證券交易所公開上市。這筆交易將為Energy Vault提供約3.88億美元的SPAC資金，用于建立其能源儲(chǔ)存業(yè)務(wù)，合并后的公司估值約為11億美元。

對(duì)于Energy Vault，國(guó)內(nèi)新能源業(yè)界可能并不怎么了解。但這家專攻儲(chǔ)能解決方案的公司也曾在國(guó)內(nèi)掀起過一小層波浪。其所研發(fā)的一項(xiàng)“瘋狂”的創(chuàng)意儲(chǔ)能技術(shù)，在當(dāng)時(shí)獲得了軟銀旗下“愿景基金”（Vision Fund）高達(dá) 1.1 億美元的“豪賭”式投資。

一、“瘋狂”的新型儲(chǔ)能技術(shù)——用水泥塊搭積木

你能想到這樣一個(gè)像水泥塊搭起來(lái)的積木塔，可能會(huì)為人類未來(lái)儲(chǔ)存巨量能源嗎？


2018年底，瑞士重力儲(chǔ)能公司Energy Vault公布了其創(chuàng)意重力儲(chǔ)能裝置模型，也就是上面這個(gè)水泥塔。

它的儲(chǔ)能原理非常簡(jiǎn)單，只用到了初中生的物理知識(shí)：重力勢(shì)能。

在Energy Vault的設(shè)計(jì)里，這就是個(gè)重復(fù)的建塔拆塔的過程。如下圖：


由六臺(tái)吊塔合一體為中心，在生產(chǎn)的電能盈余的時(shí)候，把多余的電能用來(lái)驅(qū)動(dòng)吊塔，把重達(dá)35噸的混凝土方磚吊起，并壘起120米的高塔；然后電力匱乏時(shí)，吊塔把混凝土塊放下，在其下落的過程中由重力驅(qū)動(dòng)，吊塔連接的發(fā)電機(jī)會(huì)被帶動(dòng)，從而快速且大量的持續(xù)發(fā)電。

簡(jiǎn)單來(lái)說，就是通過重力勢(shì)能和電能電能的相互轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)像電池一樣的儲(chǔ)能功能，幫助不穩(wěn)定的太陽(yáng)能光伏和風(fēng)電更好地并網(wǎng)。而且據(jù)稱，這項(xiàng)技術(shù)的輸出功率可以在 2.9 秒內(nèi)迅速?gòu)?0 增加到 100%，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)需求的高速響應(yīng)。

Energy Vault還宣稱，一個(gè)塔的存儲(chǔ)容量可達(dá) 80 兆瓦時(shí)，并且能夠在 8 到 16 小時(shí)內(nèi)連續(xù)放電 4 到 8 兆瓦，足夠給2000戶瑞士家庭供電。

據(jù)了解，目前Energy Vault已經(jīng)建造了一個(gè)小型的測(cè)試塔，可實(shí)現(xiàn) 80-85% 的往返效率，以及超過 35 年的使用壽命。并且先后獲得了軟銀的1.1 億美元投資，以及Prime Movers Lab1 億美元的投資。

二、儲(chǔ)能技術(shù)有很多，笨重的“水泥塔”為什么受到關(guān)注？

目前，隨著新能源的大踏步發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)紛繁多樣，其主要的抽水蓄能和鋰電池蓄能方式，從方案到技術(shù)都已經(jīng)十分成熟，那么為什么Energy Vault誕生不久的“水泥塔”儲(chǔ)能方案還是受到了投資界的看好呢？這就與目前的儲(chǔ)能技術(shù)存在的局限性有關(guān)了。

傳統(tǒng)的儲(chǔ)能方式以抽水蓄能為首，它是目前應(yīng)用規(guī)模最廣、技術(shù)最成熟的能源儲(chǔ)存方式。

所謂的抽水蓄能，簡(jiǎn)而言之是這么一個(gè)過程：電網(wǎng)低谷時(shí)利用過剩電力將水從低處抽到高的水庫(kù)里，在電網(wǎng)峰荷時(shí)水被釋放推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。

在這一儲(chǔ)能過程中，水是純天然的免費(fèi)的“儲(chǔ)能介質(zhì)”，發(fā)電的動(dòng)力更是不要錢的地球引力，因而儲(chǔ)能的成本很低，每度電只需十幾美分。目前，為了提高太陽(yáng)能、風(fēng)能等發(fā)電比例，不少地方都興建起了大量的抽水蓄能電站。

但是，想要在全世界都建設(shè)抽水蓄能電站并不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)槠鋵?duì)特殊地理?xiàng)l件的依懶性很高，要么有足夠多的江河湖泊等水資源，要么就要有足夠大的地勢(shì)落差來(lái)修建水庫(kù)。很多地方是達(dá)不到這些條件的。比如中國(guó)經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的平原地區(qū)，根本沒有幾座山可以在山上、山下都興建水庫(kù)。

因此，除了傳統(tǒng)的抽水儲(chǔ)能外，電化學(xué)儲(chǔ)能方式也越發(fā)成為主要的儲(chǔ)能方式之一。近些年，馬斯克等一眾科技明星推廣的“高科技”——鋰電池儲(chǔ)能，憑借能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在全球的裝機(jī)占比迅速提高，成為電化學(xué)儲(chǔ)能中的絕對(duì)主力和發(fā)展方向。

但是現(xiàn)有的鋰電池技術(shù)最大的局限在于高成本。目前，其每度電20~30美分的成本，已經(jīng)下降到了接近原材料價(jià)格的地步，但是依然不夠低。除非鋰電池在未來(lái)出現(xiàn)技術(shù)上的革命性突破，否則將無(wú)法用于對(duì)電網(wǎng)級(jí)別規(guī)模的能源提供長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能服務(wù)。

而Energy Vault所提出設(shè)想的“水泥塔”儲(chǔ)能方式，采用的是和抽水蓄能類似的“低技術(shù)”原理 、卻擺脫了抽水蓄能苛刻的地理?xiàng)l件限制。此外在成本控制上，由于用做重物的混凝土材料大都可以由建筑垃圾、煤灰、泥土等制成，成本相對(duì)來(lái)說也比較低廉。Energy Vault 宣稱，他們技術(shù)的成本，連抽水蓄能的 1/3 都不到（每度電只有5美分）。

三、業(yè)界質(zhì)疑聲也不少

不過這項(xiàng)看上去非常有前景的技術(shù)概念，從誕生之初就飽受爭(zhēng)議。業(yè)界普遍認(rèn)為，這個(gè)技術(shù)遠(yuǎn)沒有設(shè)想中那么簡(jiǎn)單。許多科學(xué)家、工程師都提出了自己的質(zhì)疑，指出了這項(xiàng)技術(shù)真正應(yīng)用時(shí)，所可能面臨的各種艱巨的挑戰(zhàn)。

這些挑戰(zhàn)包括但不限于：

1.能量密度是最大瓶頸。120 米高、5000 多塊 35 噸重的混凝土磚，輸出的功率卻和一座同等高度的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在同一個(gè)級(jí)別，那未來(lái)普及后相當(dāng)于要為每一臺(tái)風(fēng)機(jī)都配備一座高塔？

2.環(huán)保指數(shù)待考究。生產(chǎn)普通的水泥會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，用二手原材料能避免嗎？會(huì)不會(huì)排放的二氧化碳比提高新能源發(fā)電比例省下來(lái)的還多？

3.穩(wěn)定性控制難度太高。幾十米長(zhǎng)、迎風(fēng)飄擺的纜繩，需要做到讓 5000 塊磚，每一塊的位置誤差都小于幾毫米。否則，百米高塔就真的會(huì)像小孩子搭的積木一樣，說塌就塌。在知名媒體 Quartz 發(fā)布的一段 Energy Vault 原型機(jī)的視頻中，只有 20 米高的塔在被一道道鋼箍緊緊綁牢加固后，鋼纜的抖動(dòng)幅度仍然明顯，遠(yuǎn)不止幾毫米。而運(yùn)行的30年年中又難免會(huì)遇到強(qiáng)風(fēng)甚至地震，塔基能夠一直保持堅(jiān)挺豎立嗎？


不過，相信大多數(shù)對(duì) Energy Vault 提出質(zhì)疑的人，也都在期待著Energy Vault 意義攻克這些困難，把真正的完整規(guī)模的項(xiàng)目建造出來(lái)。在世界碳中和愿景下，風(fēng)電等新能源產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)高速發(fā)展的繁榮期，而儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)作為風(fēng)電和光伏的配套設(shè)施，急需大規(guī)模、廉價(jià)的高效儲(chǔ)能新概念、新技術(shù)，以助力新能源發(fā)展邁上新的階段。 

原標(biāo)題：“瘋狂”的新型儲(chǔ)能技術(shù)——用水泥塊搭積木