新型混凝土积木储能技术

Peter Kelly Detwiler

最近，瑞士储能公司Energy Vault 宣布获得日本软银公司旗下愿景基金1.1亿美元的投资。

此次投资旨在帮助Energy Vault 公司发展一项独特的储能技术——运用混凝土块搭积木。或许您还从未听说过Energy Vault，是因为他们在去年11月份的北美储能大会上才刚宣布了自己的技术。

公司联合创始人兼CEO Robert Piconi表示，“我们要在技术发展到最成熟的阶段才会对外公开发布。”不过这种低调的态度很快将有所改变，因为2019年储能市场已经开始崭露头角，近几个月来有关储能产业的新闻已有明显的增多。 据数据分析公司GlobalData今年5月的报告显示，到2023年，全球储能市场预计将从2018年底的5GW（千兆瓦） 增至22.2GW。

技术原理

在Energy Vault的设计中，共有六座塔式起重机，也称为吊塔，它们将每块重达35吨的数千块混凝土块提起或降下。

在电力富余时，混凝土块会被提高至120米左右，将电能转化为积木块的重力势能;而在电力不足的情况下，将积木块下降，将下落时的重力势能转化为电能，从而形成的储能过程。这就像将弹簧卷起来，当释放之后弹簧开始恢复原位，在这个过程中，能量也就释放出来。利用这个能源系统也可以对风能、太阳能等间歇性可再生能源进行储存。据悉，这个新系统可以扩展至电网层级别。

Enervault公司的能量塔

Energy Vault公司的技术设置了500英尺高的视线软件，能够准确控制起重机、滑轮以及电缆，从而实现精确的积木块吊装过程。如果要特定的时间段内，增加混凝土块的数量，就要储存或释放相应数量的能量。在储电和放点的过程中，一定会因为摩擦力等因素产生一些自然损耗。为此，Energy Vault通过软件设计，将每块砖每次停放的位置设计到绝对一致，最大程度上减少电能的浪费。

这一技术可以使企业具备长期储能的实力，目前大部分的企业还在使用大型储蓄罐进行抽水蓄能，不过现在已经很少有企业再用这个方法，因为建立这个系统的成本高达10亿美元，而且还要经过冗长的环保认证过程，需要数年的时间才能将储能设备建设完成。

最近，还出现了新的竞争者——低温储藏，就像是Highview power公司最近宣布与Tenaska 公司合作在美国建设的Giga-watt scale项目。可是这个项目的吸收和释放能量的效能只有60%，而Energy Vault系统的效能大约在80%到90%之间。

除此之外，混凝土块是组装式的，可以被独立操作。利用多个起重机和滑轮可以同一时间搬运多个巨大的积木块，系统效率异常快速。据Piconi 的介绍，Energy Vault系统可以在2.9秒内从0MW 快速增长到4MW。在能量传输中，这是毫秒级的反应速度，近乎于直线型的增长，在1秒内传递1.3MW的能量。

混凝土块的材料

起重机、滑轮、发动机是现成的机器，而系统软件则会自动地与电网交互接收指令信号，随后通知系统哪些砖块需要升高或下降，以及变化的高度，都可以进行精确的客制化服务。在实验过程中，Piconi团队很快就发现如果使用普通的混凝土成本会非常高。

墨西哥水泥建筑材料生产商CEMEX在瑞士建立了研发创新中心， 当Energy Vault公司的消息发布后，这家公司就向Energy Vault公司抛出了橄榄枝。

CEMEX的材料科学团队已经研究出一种技術，使用普通的土壤和简单的物质就能制成道路路面和复合材料。

目前，两家公司开始合作开发一种轻量、耐用、便宜的新型材料，并且能够融合多种废弃材料，比如像用过的混凝土碎片、煤灰、工业炉渣，甚至是本地的泥土。

Energy Vault除了通过提供储能服务向电网要钱，还可以通过收取垃圾处理费获得额外的利润，回收利用本要填埋的废弃物。

软银的投资用在哪里

Piconi表示，他们的技术成本不足抽水蓄能的1/3，每度电只有5美分。这项技术拥有多项创新，融合了再生能源的储能技术，使传统的天然气发电可以低价出售。Piconi认为，现在全球都十分青睐这项储能技术，包括未来的发展前景，操作工具和方法。

现在，Energy Vault正在评估长期合作关系的可行性。“Energy Vault解决了如何大规模储存可再生能源这一长期复杂的问题。”软银投资顾问公司执行合伙人Akshay Naheta 在一份声明中表示，“Energy Vault与软银现有的能源资产组合非常互补，我们很高兴能进一步推动该公司的全球发展。”

Piconi表示，现在时机已经成熟，“我们很快会宣布合营公司和个人合作业务，Energy Vault首次全面示范项目有望在2019年底在意大利北部上线，其他相关计划也将在2020年全部上线。

资本的注入使Energy Vault的技术真正走向全球，并且以更快的速度在全球开展业务。目前这项技术已经找到可持续发展的路径，我们相信这项技术可以改变未来的储能方式。”

编译自《福布斯》杂志

（责任编辑 姜懿翀）