中國儲能網(wǎng)訊：3月7日晚，中國天楹（000035，SZ）公告稱，全資子公司江蘇能楹新能源科技發(fā)展有限公司（以下簡稱江蘇能楹）擬與江蘇天勤投資有限公司（以下簡稱天勤投資）、天空塔（北京）儲能科技有限公司（以下簡稱天空塔）以及 Atlas Renewable Inc.（以下簡稱Atlas） 共同投資設立合資公司阿特拉斯（江蘇）新能源科技有限公司（暫定名稱，以下簡稱阿特拉斯）。獨家開拓基于EnergyVault 的重力儲能系統(tǒng)（“GESS”）技術的重力儲能項目建設運營業(yè)務。
阿特拉斯的經(jīng)營范圍為儲能技術開發(fā)和應用，儲能技術服務等。記者注意到，中國天楹今年以來一直在布局重力儲能領域，股權收購、投資公司、購買技術許可……重力儲能這門生意究竟能否做成？
想象一個這樣“瘋狂”的儲能技術：用多余電能驅動吊塔，將數(shù)千噸重的磚頭壘成高塔，缺電時，再利用磚頭的重力驅動連接吊塔的發(fā)電機，由此實現(xiàn)儲電放電。這種基于初中物理理論，宛若少年科學狂想的“搭積木”儲能技術，竟然已經(jīng)要落地了。
目前EnergyVault的重力儲能技術在全球范圍內(nèi)尚無商業(yè)化應用案例，中國天楹能否成為第一個成功吃螃蟹的人，尚無定數(shù)。
“搬磚”儲能？
那么，什么是重力儲能技術“GESS”？根據(jù) EnergyVault 官方網(wǎng)頁介紹，公司主營的重力儲能解決方案與抽水蓄電在理論上類似，主要是將特制的復合磚，通過物理升降的過程牽引發(fā)電設施，實現(xiàn)儲電放電。此外，與其他環(huán)境限制較大的儲能方案相比， EnergyVault 重力儲能解決方案的特色在于作為儲能單元的磚頭材料主要采用項目所在地的砂石土壤，燃料殘渣或風扇葉片等廢棄零件。中國天楹新公司與 EnergyVault 的技術合作方式又是如何推進的？21世紀經(jīng)濟報道記者以投資者身份致電公司證券部了解到，中國天楹的技術授權主要系公司控股海外子公司 Atlas Renewable LLC 與 Energy Vault 簽訂技術授權協(xié)議的方式獲得。根據(jù)公告，Atlas Renewable LLC 與 EnergyVault 于在2022年1月31日簽訂技術授權協(xié)議，允許Atlas在中國區(qū)直接間接授予許可，上市公司中國天楹則直接獲得許可，相關許可期限為附帶三項條件的15年協(xié)議。Atlas將向 EnergyVault 支付合計5000萬美元的授權費用。據(jù)悉，此次中國天楹擬成立的阿特拉斯由四家公司合資成立，其中除中國天楹全資控股的江蘇能楹持股50%外，中國天楹實控人夫婦嚴圣軍與茅洪菊控制的江蘇天勤投資有限公司將持股10%，中國天楹關聯(lián)人合計持有公司權益達60%。此外，21世紀經(jīng)濟報道記者了解到，EnergyVault 疑似通過 Atlas Renewable Inc 持有阿特拉斯公司10%股權，也參與進入了重力儲能在中國區(qū)的落地。
尚無商業(yè)化案例
資料顯示，EnergyVault 公司曾于2019年獲軟銀愿景風險投資1.1億，公司后于2020年9月正式成立，并推出首個儲能吊塔產(chǎn)品EV1。2021年6月，EnergyVault 獲得沙特阿美能源風險投資機構注資，此后公司開始啟動SPAC上市計劃。2022年1月，中國天楹公告公司通過持有51%股權的 Atlas Renewable LLC 海外實體對 EnergyVault 擬借殼公司投資5000萬美元。2月14日，EnergyVault 正式完成SPAC上市流程?；蛟S是因為重力儲能在美股也是十分時髦的概念——EnergyVault 上市后從8.96美元一度上漲至18.57美元，最大漲幅一度達到107.25%。但是，落實到公司的具體業(yè)務上，EnergyVault 則是乏善可陳。21世紀經(jīng)濟報道記者了解到，在產(chǎn)品上，該公司在初期儲電吊塔EV1產(chǎn)品的基礎上研發(fā)了可以進行機組模塊拼裝的EVRC儲能產(chǎn)品，并在瑞士當?shù)亟ㄔO了一些項目示范中心，與當?shù)仉娋W(wǎng)嫁接進行項目試驗。根據(jù)EnergyVault官網(wǎng)提供的儲能示范中心數(shù)據(jù)，其儲能模組EVx和彈性中心EVRC儲能容量在10MWh以上，滿足電網(wǎng)2~12小時的彈性儲能。然而，這些并非具體的商業(yè)化落地項目。2018年，有消息顯示印度塔塔電力公司計劃從EnergyVault購買35MWh的重力儲能，峰值功率輸出為4MW，在2.9秒內(nèi)啟動和毫秒級的響應時間內(nèi)實現(xiàn)100%的全功率。但該消息并無后續(xù)進展。財報方面，EnergyVault招股書顯示，公司截至2020年12月合計虧損3760萬美元，其2020年虧損2420萬美元，2021年截至9月底虧損1860萬美元，收入則均為零。公司還表示，在可預見的未來還會繼續(xù)虧損，即便未來獲得收入，也無法保證公司能立即實現(xiàn)盈利。一位一級市場人士在接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪時表示：“通過美股SPAC借殼的企業(yè)，大部分沒有實質(zhì)業(yè)務用于對標估值，往往只要一個亮眼的技術路線就會到股票市場眾籌，普通投資者一般不會接觸該類公司。”對于中國天楹來說，投入這個前途未卜的領域，未來能否實現(xiàn)可觀收入，客戶資源從何而來，這些問題其實都有待解決。今年1月30日，EnergyVault與中國天楹訂立合同，于江蘇如東建造一個100MWh的重力儲能示范項目，并于2022年內(nèi)完結并投入商業(yè)運營，實現(xiàn)招商引資。EnergyVault 方面則將墊付2500萬美金用于該項目的建設。而對于此次成立阿特拉斯公司，中國天楹證券部則表示，“阿特拉斯母公司（江蘇能楹）主要負責的都是儲能業(yè)務，中國天楹儲能都放在那塊，而且之前已經(jīng)有一些儲能業(yè)務儲備，非其首次進入儲能板塊”。
重力儲能經(jīng)濟效益如何？
關于重力儲能的商業(yè)化前景與經(jīng)濟效益，市場沒有太多明確或統(tǒng)一的觀點。有專家指出，中國天楹目前的示范項目，尚無法評價其商業(yè)前景，而可行性要看項目方案落地方式與難度。根據(jù)彭博新能源金融報告數(shù)據(jù)，EnergyVault重力儲電技術平準化成本是鋰離子電池的60%（2021年）。21世紀經(jīng)濟報道記者查詢資料發(fā)現(xiàn)，在目前比較常見的幾個儲能技術路線下，化學能儲電（鋰電等）平準化成本在0.64元~1.26元，而抽水蓄能成本低至0.21元~0.25元。這意味著，EnergyVault重力儲電技術的成本介于兩者之間，但對地理位置的要求偏低。而國泰君安證券則認為，重力儲能技術相比鋰電和抽水蓄能，更易擴展和模塊化，也不會誕生有害物質(zhì)，或依賴壓縮空氣與飛輪等帶來安全隱患或火災風險。而對于中國天楹來說，重力儲能項目主要收入來源項目建設，其未必承擔運營責任與結果。而據(jù)中國天楹證券部則向記者表示，一般一個重力儲能項目的建設周期半年左右。預計重力儲電命題能否作實，將很快見分曉。
時下，鋰離子電池由于其單位體積的儲存能量高、能量轉換率高、沒有記憶效應、自放電率低、使用壽命長等特有的技術優(yōu)勢，成為當前儲能市場贏家。
但隨著美國、韓國等多地儲能電站頻頻發(fā)生爆炸事故，鋰離子電池儲能安全性較差的問題又重新回到公眾的視野。并且，Wood Mackenzie的研究報告顯示，鋰離子電池系統(tǒng)的壽命每延長一倍，其成本就會增加一倍。
于是，隨著可再生能源發(fā)電的規(guī)模越來越大，要想真正使儲能技術在能源結構轉型中起到助推作用，人們不得不尋找新的儲能形式。其中，比較有代表性的便是：重力儲能、壓縮空氣儲能和氫氣儲能。
重力儲能
（1）基本原理
如果就純理論來講，重力儲能是最簡單的一種儲能方式，其原理類似抽水蓄能，就是以重力造成的位能來儲存能源。當電力有多余的時候，驅動馬達將重物吊至高處，需要電力的時候，再利用重物下降的力量來驅動發(fā)電機發(fā)電。圖片
（2）優(yōu)點
原理簡單，技術門檻較低；
同時由于采用物理介質(zhì)儲存能量，所以其儲能效率高達90%，輸出功率從0增加到100%只需要2.9秒，使用壽命在30年以上；
并且不需要像抽水蓄能電站那樣對選址有較高要求，所以其建設成本僅為抽水蓄能的三分之一，度電成本也只有抽水蓄能的三分之二。
（3）缺點
能量密度低，建設規(guī)模過大。重力儲能所需的高塔平均在百米以上，而其輸出功率僅相當于一個同等高度的風力發(fā)電機；
此外，這項技術對塔吊的精度要求非常高。幾十米長的纜繩，需要做到讓5000塊磚，每一塊的位置誤差都小于幾毫米；
每座高塔需要上千個水泥塊，而澆筑水泥塊則需要排放大量的二氧化碳，稍不注意就會造成碳排放比提高新能源發(fā)電比例省下來的還多。
（4）應用
重力儲能雖然原理很簡單，但受到保守觀念影響，電網(wǎng)配備大規(guī)模儲能設施進展緩慢。所以重力儲能直到2018年才真正作為一種儲能方式出現(xiàn)在公眾視野。其中，最具代表性的便是孫正義的“水泥塊”儲能項目。
2018年11月，瑞士的Energy Vault公司推出了重力儲能系統(tǒng)，這是儲能市場的最新進入者之一。
該系統(tǒng)由一臺安裝在90-140米高的格狀鋼塔上的二至六臂起重機組成。起重機的工作原理與抽水蓄能系統(tǒng)相同，它將35公噸的混凝土吊入塔周圍的堆垛中，為系統(tǒng)充電。該系統(tǒng)可以在幾毫秒內(nèi)響應電力需求的波動或電網(wǎng)運營商需要的其他支持，并能為可再生能源24小時提供基本負載。
2019年8月，孫正義軟銀集團旗下的“愿景基金”向該公司豪擲1.1億美元，同時這也是愿景基金首次投資能源企業(yè)。
此外，一些公司還開發(fā)出原理類似的鐵路儲能、山脊線儲能等儲能系統(tǒng)。
壓縮空氣儲能
（1）基本原理
壓縮空氣儲能采用空氣作為能量的載體，大型的壓縮空氣儲能利用過剩電力將空氣壓縮并儲存在一個地下的結構(如地下洞穴)，當需要時再將壓縮空氣與天然氣混合，燃燒膨脹以推動燃氣輪機發(fā)電。圖片
（2）優(yōu)點
有調(diào)峰功能，適合用于大規(guī)模風場，因為風能產(chǎn)生的機械功可以直接驅動壓縮機旋轉，減少了中間轉換成電的環(huán)節(jié)，從而提高效率。
（3）缺點
需要大的洞穴以存儲壓縮空氣，與地理條件密切相關，適合地點非常有限;
需要燃氣輪機配合，并要一定量的燃氣作燃料，適合于用作能量管理、負荷調(diào)平和削峰;以往開發(fā)的是一種非絕熱(diabatic)的壓縮空氣儲能技術。空氣在壓縮時所釋放的熱，并沒有儲存起來，通過冷卻消散了，而壓縮的空氣在進入透平前還需要再加熱。因此全過程效率較低，通常低于50%。
（4）應用
德國 Hundorf 站，1978年投運，壓縮功率60MW，發(fā)電功率290MW(后經(jīng)改造提高到321MW)， 壓縮時間/發(fā)電時間=4，2小時連續(xù)運行，啟動過上萬次，啟動可靠率達97%。
美國Mcintosh站，1991年投運，110MW，壓縮時間/發(fā)電時間=1.6，如連續(xù)輸出100MW可維持26小時，曾因地質(zhì)不穩(wěn)定而發(fā)生過坍塌事故。
近年來壓縮空氣儲能的研究和開發(fā)熱度在不斷上升，我國于2016年在貴州畢節(jié)建成國際首套也是目前唯一一套10MW新型壓縮空氣儲能示范系統(tǒng)，效率達60.2%，是全球目前效率最高的壓縮空氣儲能系統(tǒng)。
據(jù)清華大學教授梅生偉介紹，在發(fā)展過程中，壓縮空氣儲能經(jīng)歷了三次更新?lián)Q代，分別是補燃式壓縮空氣儲能、常規(guī)壓縮空氣儲能和復合式壓縮空氣儲能。
目前最新的復合式壓縮空氣儲能技術，不僅輸入端包含風電、光伏、熱、氣等多種能源形式，而且輸出端也可以做到冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)的多樣化輸出。
未來，如果復合式壓縮空氣儲能技術有條件普及，將使其成為能源互聯(lián)網(wǎng)建設的重要抓手。
氫氣儲能
（1）基本原理
利用待棄掉的風電制氫，通過電解水，將水分解為氫氣和氧氣，從而獲得氫。以后可直接用氫作為能量的載體，再將氫與二氧化碳反應成為合成天然氣(甲烷)，以合成天然氣作為另一種二次能量載體。圖片
（2）優(yōu)點
采用這兩種物質(zhì)作能量載體的好處是儲存的能量很大，可達TWh級;
儲存的時間也很長，可達幾個月;
另外氫和合成天然氣除了可用于發(fā)電外，還可有其他利用方式，如交通等。
（3）缺點
全周期效率較低，制氫效率只有70%左右，而制合成天然氣的效率60-65%，從發(fā)電到用電的全周期效率更低，只有30%-40%；
同時，雖然目前電解水制氫可以實現(xiàn)零碳，但是由于技術不夠成熟，所以導致成本太高。并且，在電解水過程中，需要大量電能，而如果從宏觀角度看，目前煤電的高占比也使得其難以做到真正的“零碳”。
（4）應用
將氫與二氧化碳合成為甲烷的過程也被稱作為P2G技術(power to gas)。德國熱衷于推動此項技術，已有示范項目在德國投入運行。以天然氣為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)或冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)已成為分布式發(fā)電和微電網(wǎng)的重要組成部分，在智能配電網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用，氫和合成天然氣為分布式發(fā)電提供了充足的燃料。
同時，氫燃料電池汽車也受到多家汽車巨頭的重視，比較有代表性的便是豐田集團的Mirai系列。
綜上所述，雖然目前對于誰能替代鋰離子電池、成為新的儲能“王者”，尚無法定論，且現(xiàn)在仍然有許多潛在的儲能技術有待開發(fā)。但可以肯定的是，未來的儲能市場一定是一個多種形式互補、百花齊放的情景，眾多儲能方式也一定會在未來的能源結構中擁有適合自己的天地。而到那時，是或不是“王者”，又有什么分別呢？
軟銀1.1億美元豪賭水泥塊“疊疊樂”儲能技術，在國內(nèi)外都引起熱議，在各種質(zhì)疑背后、建筑和能源行業(yè)也紛紛提出解決辦法與支持的聲音。
8 月 15 日，軟銀旗下規(guī)模達千億美元的“愿景基金”（Vision Fund）宣布，向新型儲能技術公司 Energy Vault投資1.1 億美元。
這一次軟銀投資的公司叫做Energy Vault，這家公司的技術叫做重力儲能（混凝土塔儲能），在先進的軟件系統(tǒng)控制下，使用大型的塔吊，根據(jù)蓄電放電的需要，把每個重達35噸的混凝土塊，在塔吊周圍吊起最高可以堆砌到33層、120米高，這樣就把電能轉化成為混凝土塊的重力勢能。那電力短缺的時再把混凝土塊從高處放到低處，下落時候的重力勢能通過發(fā)電機重新轉化為電能。簡單說來這個過程有點像“搭積木”一樣，實現(xiàn)重力勢能和電能之間的轉換。
Energy Vault表示這套儲能系統(tǒng)壽命長、大于30年，且技術成本僅為抽水蓄能三分之一，度電成本為5美分。
初中物理“低技術”創(chuàng)新 軟銀豪賭虧不虧？
這家公司是“搬磚”的？！這項技術的原理這么簡單嗎？
你可能無語了，還真就這么簡單。這家公司正在利用初中物理就能理解的“低技術”創(chuàng)新，為人類未來儲存巨量能源。但軟銀卻為此投資了1.1億美元。對于軟銀來說，投資 Energy Vault 也是一場豪賭。成功了，回報率不可想象；失敗了，1.1 億美元也就打水漂了。
不穩(wěn)定、精度高等質(zhì)疑重重 不如改成挖深坑？
但你別看技術原理簡單，這種儲能方式還就恰恰能符合電網(wǎng)的高要求。Energy Vault公司宣稱，這項技術的輸出功率從0增加到100%只需要2.9秒，而且儲能效率高達90%，這對于電網(wǎng)儲能十分理想。
但Energy Vault 這個重力儲能的概念從誕生之初就飽受爭議。許多科學家、工程師都提出了自己的質(zhì)疑，指出了這項技術真正應用時，所可能面臨的各種艱巨的挑戰(zhàn)。不過，大多數(shù)對 Energy Vault 提出質(zhì)疑的人，都非常期待 Energy Vault 能把上面這些工程挑戰(zhàn)一個接一個地全部解決掉，把真正的完整規(guī)模的項目建造出來。
1、占地面積大，能量密度低。
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力發(fā)電機在同一個級別。換句話說，如果想擺脫鋰電池只能提供輔助服務的“尷尬”境遇，他們似乎需要給每一臺風機都配備一座高塔。
2、穩(wěn)定性、精度要求高
如果遇到強風、地震，高塔會不會塌？30年的時間里，35噸重的塔基會不會發(fā)生沉降、歪斜？這項技術對塔吊的精度要求非常高。幾十米長、迎風飄擺的纜繩，需要做到讓5000塊磚，每一塊的位置誤差都小于幾毫米。
Energy Vault 發(fā)布的視頻中只有 20 米高的塔，為了提高穩(wěn)定性他們把塔的主體用一道道鋼箍緊緊綁牢?？赡芩麄冏约阂矒模绻厦娴臎]放穩(wěn)，下面的就會塌。而且視頻中鋼纜的抖動幅度明顯很大，遠不止幾毫米。
對此不少網(wǎng)友提議將“疊疊樂”改為“挖深坑”。
除此之外還有一些其他的疑問：
3、碳排放
但是也有人指出生產(chǎn)普通的水泥會產(chǎn)生大量的二氧化碳，用二手原材料能避免嗎？會不會排放的二氧化碳比提高新能源發(fā)電比例省下來的還多？
4、壽命能不能達到30年？
就算他們的新型混凝土塊材料可以受得了風吹雨淋和日日摔打，但是起重機行嗎？每天不停地搬運35噸重的重物上下幾十米，能堅持多久？
從這兩位朋友對話來看，他們可能不知道這種利用水的勢能發(fā)電技術學名叫“抽水蓄能。
Energy Vault表示做重物的混凝土材料是由建筑垃圾、煤灰、泥土制成的，這些原材料基本都是免費的，甚至建筑工地還愿意倒貼錢請人幫忙處理掉。用這些二手材料制成的新型混凝土塊，成本很低、連抽水蓄能的三分之一都不到，每度電只需要5美分，還能擺脫抽水蓄能的地域限制。此外，他們還可以根據(jù)客戶的需求，訂制規(guī)模正好滿足要求的儲能設施。
這里插播的德國人發(fā)明的另一種重力儲能技術，原理類似一個活塞系統(tǒng)：
用圓柱體的巖石嵌放在形狀相同的儲水池中，白天有光伏發(fā)電富余電力時，泵會把水壓入儲水池中，巖石活塞就會被水壓提起，即電能轉化成了重力勢能。而當夜晚無光伏發(fā)電、電網(wǎng)需要電能供應時，閘門會打開、巖石活塞下降，擠壓儲水池中的水流經(jīng)泵來發(fā)電，此時重力勢能會轉化成電能。
這種技術發(fā)明公司Heindl Energy GmbH，位于斯圖加特。據(jù)稱該技術可以實現(xiàn)電網(wǎng)等級的大容量、長時間（6～14h）儲能，能量轉換效率可以達到80%左右，對于電網(wǎng)削峰填谷、消納大量的可再生能源非常有用。而且只要在自然條件，施工能力允許的條件下，巖石塊半徑r越大，單位電量儲能成本就越有優(yōu)勢，如果按巖石密度2600kg/m3來折算，直徑125米的儲能電站可以儲電8GWh。但這種技術關鍵在于密封要求和選址要求，但據(jù)公司在網(wǎng)站顯示，該想法是2010年提出的，現(xiàn)在還沒有建成相關的項目，目前還正在國際上選址，尋找合適的建造地，他們的目標是在2020年建成示范站。
低成本、響應快 沒那么低科技！
其實業(yè)界認為這個技術，一點都沒有看上去那么“低科技”。
Energy Vault曾在9個月內(nèi)用不到200萬美元建成了第一個主要利用混凝土塊來儲存能源的原型機。并已開始與印度公司Tata Power建立合作伙伴關系，以在2019年建造其第一座工廠，一個35兆瓦時的系統(tǒng)。根據(jù)Energy Vault的數(shù)據(jù)，其35MWh存儲系統(tǒng)的峰值功率輸出為4MW，在2.9秒內(nèi)啟動和毫秒級的響應時間內(nèi)實現(xiàn)100%的全功率。這使其能夠提供關鍵的輔助服務，如旋轉備用和頻率響應。
據(jù)報道Energy Vault 目前正在意大利北部興建他們的第一座全規(guī)模儲能電站，預計今年年底完工。
