他们让50吨大铁块变身充电电池,效率高达80%、功率250kW,网友说:逗我呢?

来源:量子位

明敏 发自 凹非寺

量子位 报道 | 公众号 QbitAI

你能想到这样一个像电梯的大块头,其实是块电池吗?

最近,苏格兰公司Gravitricity宣布,它们的小型重力电池装置已经开始运行,也就是上面这个大块头。

而它的发电过程非常简单:只需要把装置中重达50吨的大铁块拉到顶端,然后轻轻一松。

“duang!”

它就完成了一次发电,之后装置中的发电机就会把产生250千瓦电力再输送到电网上。

而以上过程,只需要花费几秒中就能实现。

项目工程师道格拉斯·希区柯克(Douglas Hitchcock)解释说,如果想要得到峰值功率,铁块可以在11秒内就落地,由于目前只是用于测试,所以也只是缓慢降落。

一上一下,电能就有了

其实重力发电的概念并不新奇,如水力发电其实就是利用了重力势能做功。

现在的难题是,随着新能源的应用(如太阳能、风能等),它们发电并不能像火力或核能发电那样持续稳定。

以太阳能发电举例,它的产电高峰(中午)和用电高峰(晚上)完美地错开了,那如何将中午产生的大量电能留到晚上再用呢?

这就需要储能设备发挥作用了。

Gravitricity设计演示的这个重力装置,就能够很好替代化学电池来完成储能、释能工作。

首先,它利用新能源产生的多余电能将装置中的大铁块提升到一定高度,这个过程就好像是电池在充电;

等需要输出电能时,再释放铁块,用重力做功发电。

这个设计和另一家公司Energy Vault的理念有些相似,Energy Vault搭建了一个由上百个砖块组成的高塔,通过机械手臂堆卸砖块来实现储能和释能。

Gravitricity公司表示,通过将500-5000吨的巨型石块释放到深井中发电,从而达到在5分钟-8小时的时间内提供1-20兆瓦功率输出的目标。

并且这个系统的效率高达80-90%,与之相比,特斯拉在澳大利亚的储能项目Hornsdale Power Reserve效率仅有50%不到。(2020年数据:该系统输出功率可达150兆瓦,Hornsdale风电场的发电功率为315兆瓦)

此外,它还能当作备用发电机使用,能够在不到1秒的时间内提供大量电能。

为什么说它可以取代锂电池呢?

首先,这个重力电池可以在不损失性能的情况下工作25年,而锂电池的寿命只有短短几年。

其次,它的搭建成本远远低于生产锂电池,只需要重物、钢缆和绞车这样的机械结构;

在工作过程中也不会产生任何的废物,而锂电池在使用时安全性很差、有爆炸的可能,回收处理起来也十分麻烦。

而且与水力、太阳能、风能发电不同的是,重力电池对地理条件的要求很低,可以在地球上任何一个地方运行。

不过由于挖竖井的成本很高,目前该公司在全球寻找有废弃矿井的地方进行测试,这也成了目前这项装置的鸡肋之处:毕竟不是每个国家都有矿井。

以及重力电池只有在有多余电能产出时才能充电,这让它只能当作备用装置,而不是发电厂的常用储能设备。

目前,该项目已经获得英国和南非政府支持,将对一些废弃矿井进行勘探和分析,以确定方案的可行性。

Gravitricity公司计划在2023年之前,建造一个更重的发电装置,并挖一个近1公里深的深井,最高产能可达4兆瓦。

网友质疑

不过这项看上去非常有前景的技术,有网友却不买账。

有人提出这是个明显的“骗局”。假设这个模型能够持续11秒提供峰值功率,2MW的峰值功率可以产生6千瓦时的能量。

也就是说往矿井里扔几百吨、甚至几千吨的重物,才能得到一个售价700美元、可以放在背包里小型锂电池的能量。

我很高兴有许多人和公司在尝试使用不同的方案来应对能源挑战,但是我也看到了太多例子不能扩大规模使用,看上去更像是吸政府的钱。

对于这一说法,有人立刻站出来反驳:这种重力装置是可以被无限使用的,非常环保。并且相较于锂电池,这种装置的安全系数也更高。

也有人提出来一些建设性方案:可不可以用风力涡轮机的塔来代替矿井

用一个装备了发电机的风力涡轮机,然后设置一个开关使它在正常情况下用风力发电,然后用涡轮机提高重物,之后再将重物连接到发电机上,下落时再发电。

不过,今年1月该公司在接受Spectrum采访时表示,他们有信心将这个项目推广到商业应用

到目前为止,该公司仅在2019年就成功筹集1.1亿美元用于建造demo,这一次的演示示范是在瑞士Ticino完成。

参考链接:

[1]https://www.sciencemag.org/news/2021/04/gravity-based-batteries-try-beat-their-chemical-cousins-winches-weights-and-mine-shafts

[2]https://techstory.in/gravity-energy-system-by-gravitricity-and-its-competitor/

[3]https://news.ycombinator.com/item?id=26922544

[4]https://www.bbc.com/news/uk-scotland-56819798

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