中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在追求零碳未來(lái)的道路上，我們一直在尋找更清潔、更可持續(xù)的能源儲(chǔ)存方式。當(dāng)全世界將目光聚焦于電池化學(xué)儲(chǔ)能時(shí)，一群工程師和科學(xué)家卻回歸物理本源，重新發(fā)現(xiàn)了我們身邊最古老而又最易被忽視的能量寶庫(kù)——高度。
地球表面天然存在的高度差，以及人類(lèi)建造的各類(lèi)高聳結(jié)構(gòu)，都是儲(chǔ)存能量的理想場(chǎng)所。重力儲(chǔ)能的基本原理簡(jiǎn)單而優(yōu)雅：它利用剩余電力將重物提升至高處，實(shí)現(xiàn)電能的“倉(cāng)儲(chǔ)式”儲(chǔ)存；當(dāng)電力需求攀升時(shí)，重物受重力作用下落，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)將勢(shì)能“零排放”地回饋給電網(wǎng)。它不像大型水電站那樣需要改變自然水系，它不依賴(lài)稀有金屬，不產(chǎn)生化學(xué)廢棄物，且發(fā)電效率隨著工程技術(shù)進(jìn)步不斷提高。
全球首個(gè)電網(wǎng)級(jí)重力儲(chǔ)能示范項(xiàng)目已在中國(guó)落地。當(dāng)我們走進(jìn)江蘇如東100兆瓦重力儲(chǔ)能項(xiàng)目，這座148米高的建筑物既不住人，也不辦公，12672塊“復(fù)合磚”每天“坐”著電梯上上下下。人工智能算法控制著它們垂直提升和水平位移，實(shí)現(xiàn)勢(shì)能與電能的轉(zhuǎn)換。在用電波谷期，“復(fù)合磚”就利用富余電能提升“充電”；待到用電高峰時(shí)，它們?cè)儆弥亓ο陆底龉Α胺烹姟?。更讓人眼前一亮的是，這些“復(fù)合磚”是以本地固廢材料、建筑垃圾、煤灰廢物、廢棄的風(fēng)機(jī)葉片等工業(yè)廢料為原材料進(jìn)行再利用，可以處置幾十萬(wàn)噸的工業(yè)固廢。
江蘇如東100兆瓦時(shí)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目（來(lái)源：CCTV）
且將綠“儲(chǔ)”種青山
不只是城市的高樓，綠水青山更是為重力儲(chǔ)能提供了廣闊的舞臺(tái)。走進(jìn)貴州遵義市區(qū)20公里外的小河科創(chuàng)園，一座創(chuàng)新性的山地重力儲(chǔ)能電站正在緊張施工之中。項(xiàng)目首席工程師，來(lái)自廣東院的歐陽(yáng)章智介紹：“我們利用科創(chuàng)示范園區(qū)內(nèi)海拔高差10多米的山地平臺(tái)，通過(guò)鏈?zhǔn)綘恳?軌道支撐系統(tǒng)運(yùn)輸重力塊發(fā)電。這些重力塊每個(gè)約1.5噸重，由鋼混材料加工而成。工程將于年底建成，后繼將開(kāi)展系列試驗(yàn)驗(yàn)證工作，為大容量斜坡式重力儲(chǔ)能示范工程建設(shè)夯實(shí)基礎(chǔ)。”
貴州貴陽(yáng)斜坡式重力儲(chǔ)能示范工程效果圖
“與抽水蓄能相比，山地斜坡式重力儲(chǔ)能不需要建設(shè)水庫(kù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響更小，且可以建在缺水的山區(qū)”。歐陽(yáng)章智補(bǔ)充道：“系統(tǒng)效率將達(dá)到80%，適配長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，支撐電網(wǎng)穩(wěn)定性?！?/span>
更富創(chuàng)意的應(yīng)用發(fā)生在地形改造領(lǐng)域。數(shù)以萬(wàn)計(jì)的廢棄礦坑正被重新賦予生命。初秋9月，在遼源這座因煤而生的北方城市，工業(yè)遺址與綠水青山正勾勒出破繭成蝶的壯美畫(huà)卷。曾經(jīng)的礦坑傷痕，如今成了能源寶地。在這里，投資5億元的老道山天楹重力儲(chǔ)能項(xiàng)目，不僅要建設(shè)7.5兆瓦儲(chǔ)能裝置，更要通過(guò)“綠色修復(fù)工程”讓廢礦坑重披綠裝，綻放“文旅之花”。類(lèi)似的創(chuàng)意也在其他省份展開(kāi)：張家口赤城50兆瓦/300兆瓦重力儲(chǔ)能項(xiàng)目，將地下廢棄礦井改造成垂直儲(chǔ)能井；浙江溫州、山西霍州，在廢棄山坡鋪設(shè)軌道實(shí)現(xiàn)重力儲(chǔ)能……人類(lèi)工業(yè)活動(dòng)留下的傷痕，正在通過(guò)綠色能源技術(shù)煥發(fā)新生。
重力儲(chǔ)能托起零碳未來(lái)
2025年，正值“綠水青山就是金山銀山”理念提出二十載?！皟缮健崩砟钜焉钌罡灿谏裰荽蟮兀粌H深刻改變著中國(guó)，也為全球生態(tài)治理和建設(shè)清潔美麗世界提供了中國(guó)智慧與中國(guó)方案。重力儲(chǔ)能這類(lèi)綠色技術(shù)的興起，正是“兩山”理念在新能源領(lǐng)域的鮮活實(shí)踐。在綠水青山的畫(huà)卷上，重力儲(chǔ)能讓偏遠(yuǎn)山區(qū)豐富的風(fēng)光資源不再是“沉睡的寶藏”，而是轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可靠的綠色電能，通過(guò)電網(wǎng)產(chǎn)生持續(xù)收益。它為百縣千鎮(zhèn)萬(wàn)村帶來(lái)了新的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇——無(wú)論是儲(chǔ)能站的建設(shè)維護(hù)，還是由此催生的綠色文旅、智慧農(nóng)業(yè)，都在將生態(tài)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。這種“生態(tài)修復(fù)+能源再生”的雙重賦能，打通了“綠水青山”向“金山銀山”轉(zhuǎn)化的能源通道，實(shí)現(xiàn)了“存電于山，還綠于民”的美好愿景。
為何重力儲(chǔ)能技術(shù)會(huì)引起我們的重點(diǎn)關(guān)注？重力儲(chǔ)能提醒我們，解決能源危機(jī)的方法可能就在我們身邊，隱藏在每一米高度差中，等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)和利用。當(dāng)材料科學(xué)、數(shù)字技術(shù)、人工智能與重力儲(chǔ)能結(jié)合，我們將研發(fā)出密度更高、成本更低的重物材料，構(gòu)建更智能、高效的能源互聯(lián)網(wǎng)，讓每一度清潔電力發(fā)揮最大價(jià)值。更令人期待的是太空重力儲(chǔ)能的概念研究——科學(xué)家正在探討如何在太空失重環(huán)境下建造重力儲(chǔ)能站，利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)全天候能量存儲(chǔ)和傳輸。低成本、可持續(xù)的重力儲(chǔ)能解決方案將有潛力成為廣泛應(yīng)用的綠色能源方案。
綠電奔流、青山如證。在8月“兩山”理念迎來(lái)20周年之際，我們走進(jìn)貴州，調(diào)研南方電網(wǎng)十大工程——貴州貴陽(yáng)斜坡式重力儲(chǔ)能示范工程，并于9月推出重力儲(chǔ)能技術(shù)專(zhuān)輯，以“重力儲(chǔ)能”為筆，以多彩貴州為卷，奮力描繪美麗中國(guó)建設(shè)新畫(huà)卷。
中國(guó)自“十四五”規(guī)劃以來(lái)，便將新型儲(chǔ)能定位為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)、支持新能源配儲(chǔ)的政策，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的制度環(huán)境。重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型技術(shù)路線的積極布局，為新型儲(chǔ)能多元化發(fā)展提供了“中國(guó)方案”。本期《南方能源建設(shè)》特別邀請(qǐng)青年編委、中能建數(shù)字科技集團(tuán)有限公司高級(jí)工程師袁照威，青年編委、南京航天航空大學(xué)民航學(xué)院副教授任賀賀，中國(guó)能建廣東院高級(jí)工程師歐陽(yáng)章智作為重力儲(chǔ)能技術(shù)專(zhuān)輯的客座編輯。此專(zhuān)輯將提供一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)，來(lái)展示在中國(guó)開(kāi)展的有關(guān)該主題的廣泛研究。
在零碳的藍(lán)圖里，重力儲(chǔ)能將走出一條人與自然和諧共生的現(xiàn)代化新路，讓綠水青山底色更亮，金山銀山成色更足。正如《南方能源建設(shè)》本期封面所展示的，當(dāng)風(fēng)停日落時(shí)，城郊山林里的重力儲(chǔ)能電站悄然啟動(dòng)。斜坡軌道和儲(chǔ)能塔里，重力滑落發(fā)電，遠(yuǎn)處的城市，萬(wàn)家燈火點(diǎn)亮。這不僅是技術(shù)的進(jìn)步，更是人類(lèi)智慧與自然法則的和諧共鳴——用地球本身的高度，托起我們共同的零碳未來(lái)。
