用山丘来制造电池

李科

我们知道，水力、火力、风力、太阳光可以用来发电，你听过用山丘来发电的吗？在英国，就有一家公司在这么做。

能源储存是很重要的，特别是在自然灾害造成能源短缺时。

我们的世界正面临着储能短缺。根据国际能源署的数据，到2040年，世界需要生产10000千兆瓦时的电池和其他形式的能源储存——这是目前产量的50倍——否则将可能无法捕获可再生能源产生的大部分能量。

在过去超过100年的時间里，水力发电大坝提供了大部分储存的能量——它先将捕获的能量储存在电网中，再供后来使用。全世界有数十万座水坝，仅美国就有8万多座。问题是，它们大多数都造成了一系列的环境问题，如破坏了河流生态系统，降低了水中的含氧量，破裂时会造成大规模的洪水泛滥，占用了过大面积的土地（与生产能源不成比例）等。

现在，全世界可供建造新水坝的合适地点已经所剩不多。很明显，水坝已经不能解决我们日益增长的能源需求。为了满足这种需求，总部位于英国伦敦的一家名为RheEnergise的初创公司提出了一种替代方案：一种低成本、节能、环保的储能系统，被称为“高强度”水电。

“高强度”水电系统的奥妙之处在于它根本不用水，相反，它使用了一种叫做“HDR19”的独特流体，其密度是水的2.5倍。这使得这种小型发电系统可以产生与其他大型发电系统相同的电能，不需要占用大量的土地。

因着节约土地资源的考虑，这种水电系统被设计建在山坡上。我们知道，当水流从水坝流过涡轮时，水力发电系统就产生了能量。该系统功能与之相似，当电价低（低需求）时，它利用剩余电力将一种特殊类型的液体泵至山顶并储存在那里。当价格上涨（高需求）时，它再将液体释放回山下，通过涡轮机发电并向电网供电。简而言之，RheEnergise公司希望把山丘变成巨大的能源电池——一种可再充电的能源储存库，当电网出现短缺时可以利用。

相比传统的水电站，“高强度”水电系统有着自己的优点。一是它比水坝或水电站小，这意味着其建造成本低、建造时间短。据估计，建造这样一个系统只需要1至2年，而传统的水电站需要5至10年。二是它可以建在地面以下，将自身完全隐藏起来，这样不仅可以腾出土地用于发展其他可再生能源，如太阳能和风能，而且还能保护周围的景观。三是作为一个闭环的系统，它不需要现有的水道或水源，如此一来它更能保护环境。

那么，在世界上适合建立该系统的地点有多少呢？据RheEnergise公司的网站地图数据显示，仅英国就有约9500个，欧洲约80000个，非洲约160000个。与抽水蓄能和水力发电的大坝不同，“高强度”水电系统具有可扩展性，能够满足全球增长的需求。该公司相信，这个系统几乎可以在全球任何地方建造，包括那些缺水的地区（这些地区无法安装传统的抽水蓄能电站）。类似水电大坝，这种系统的预计寿命可超过60年，这使得它们与其他可再生能源储存技术（如风能和太阳能）相比非常有利，后者的寿命较短，只有25～30年。

不过，RheEnergise公司指出，“高密度水力”系统并非在山坡挖个洞就安装这么简单，不是每个山坡的位置都适合，每个选点都需要经过一个漫长的规划和分析过程，需要获得批准。

而且该系统对周围生态系统的影响仍然存在疑问，尽管该公司表示，其流体对环境无害、无腐蚀，是安全的，即使发生意外泄漏，其影响也不会超过一层薄土。

据报道，到2050年，全球储能市场的价值预计将超过6400亿美元，有大量的投资机会。目前，RheEnergise公司已经获得了英国政府55万英镑（约合471万人民币）的资助，该公司希望到2024年，其第一个系统能够投入使用——从废弃矿山和采石场的小规模项目开始，并希望下一个10年，连续投入使用超过100个系统。

既要满足日益增长的能源需求，又要尽量减少对环境的影响，不可否认，这是一场艰苦的持久战。但有了创新和创新思维，我们有理由保持乐观。