“搬磚”就能儲能!全球首個重力儲能項目封頂

　　148米的高樓不住人，也不辦公，就是為了存放重物來“搬磚”。這聽上去是不是有點匪夷所思?但是在江蘇南通還真有一座這樣的樓。

　　近日，全國首個重力儲能項目——如東100兆瓦時重力儲能項目主體工程正式封頂。項目主體建筑是一座長122米、寬110米、高148米的35層儲能塔，用于存放和升降重力塊。

　　什么是重力儲能?

　　重力儲能，是要把重力儲存起來嗎?其實還真差不多。

　　這是一種新型儲能技術(shù)，其原理是利用構(gòu)筑物、自然或人工地形等產(chǎn)生的高度差，通過人工智能算法控制儲能塊的垂直提升和水平位移，實現(xiàn)勢能與電能的轉(zhuǎn)換。

▲充電模式模擬示意圖。

　　充電模式下，系統(tǒng)中的同步發(fā)電機作為電機使用，吸收風電、光伏等新能源或電網(wǎng)中的富余電能，將重力塊提升到一定的高度對能量進行存儲，完成電能-機械能-勢能的轉(zhuǎn)換。

　　放電模式下，系統(tǒng)通過釋放重力塊帶動同步發(fā)電機發(fā)電，將電能再次送入電網(wǎng)，完成勢能-機械能-電能的轉(zhuǎn)換。

▲放電模式模擬示意圖。

　　以如東100兆瓦時的重力儲能項目為例，該項目配備了12600塊單體重量25噸的儲能質(zhì)量塊，通過自動控制系統(tǒng)在儲能塔內(nèi)升降以達到充放電的目的，并采用“兩進一出”接線并網(wǎng)方案，即從電網(wǎng)、綠電側(cè)接線充電，發(fā)電并入電網(wǎng)。

　　重力儲能的獨特優(yōu)勢

　　目前大家常聽到的儲能方式有「抽水蓄能」「化學儲能」，三者各有各的特點，咱們一先看一張表。

　　在原理上，重力儲能與現(xiàn)有成熟的抽水蓄能技術(shù)相近，一個抽水一個抽儲能質(zhì)量塊。

　　但抽水蓄能電站建設(shè)周期長，對地形、環(huán)境要求更高;電化學儲能功率范圍較廣?能量密度高，相較其他新型儲能技術(shù)成熟度更高，但其在大規(guī)模應用過程中也存在熱失控、易燃等安全隱患，且淘汰的電池組件對環(huán)境影響大。

▲抽水蓄能站。

　　因此，綜合來看，在南通這類平原地區(qū)，重力儲能是最佳選擇。它的充放電次數(shù)不受限制，儲能安全性和穩(wěn)定性更高,且無化學原料泄露和污染環(huán)境的風險。

　　如東重力儲能項目設(shè)計配置的4臺6.5兆瓦發(fā)電機，總計功率為26兆瓦。這個發(fā)電量可供夏季約4000戶居民正常使用空調(diào)等家電。按照設(shè)計，充電和放電周期都為4小時，儲能項目所有重力塊升降一個來回，能夠儲存釋放10萬度電。

　　“看天吃飯”需要“調(diào)節(jié)器”

　　除了地形原因外，還有一個重要的原因就是新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性。

　　南通如東縣是全國海上風電第一縣，并建有全國首個漁光互補一體化示范項目，風電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。截至目前，如東地區(qū)風電、光伏并網(wǎng)規(guī)模超600萬千瓦，預計“十四五”末將超過千萬千瓦。

　　然而新能源“看天吃飯”的特性，使得峰谷差本來就大的電網(wǎng)，面臨巨大的新能源消納和電力供需平衡壓力。

　　重力儲能技術(shù)作為新能源優(yōu)化配置儲能，是促進新能源消納的有效手段之一，可在更大時間尺度和空間范圍內(nèi)調(diào)節(jié)互濟，實現(xiàn)高效利用，同時能有效平抑風電、光伏發(fā)電的出力波動，提升電網(wǎng)接納可再生能源能力。

　　如何用好重力儲能?

　　利用儲能，一是“儲”，二是“用”。

　　存儲方面，在項目落地前，國網(wǎng)如東縣供電公司為項目選址出謀劃策，建議選擇落戶風電、光伏密集區(qū)域，最終為企業(yè)線路規(guī)劃減少近400米電纜通道距離，成本投入大大降低。

　　同時創(chuàng)新打造“綠色智聯(lián)”管服平臺，分析實時采集數(shù)據(jù)，根據(jù)重力儲能容量和用戶負荷引導用戶調(diào)節(jié)和建議儲能運行方式，在電網(wǎng)側(cè)實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”友好互動，提升綠色電能在能源消耗中的占比。

　　使用上，目前，國網(wǎng)南通供電公司正在全省率先利用重力儲能在內(nèi)的電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)資源，開發(fā)儲能系統(tǒng)效益測算功能平臺，以如東重力儲能項目為樣本，收集儲能運行信息、測試儲能調(diào)峰能力，并進行綜合分析，實現(xiàn)儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)實時監(jiān)測，也為重力儲能技術(shù)的推廣、應用提供實測數(shù)據(jù)。