隨著風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電成本的迅速降低，對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的需求日益增長(zhǎng)，以確保電力供需平衡。國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IIASA)的研究人員提出了一種新的儲(chǔ)能概念，可以將高層建筑變成電池，以提高城市環(huán)境中的電能質(zhì)量。

過(guò)去幾年，全球利用太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)和其他可再生技術(shù)發(fā)電的能力一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2026年，全球可再生能源發(fā)電能力將比2020年的水平進(jìn)一步提高60%以上。相當(dāng)于目前全球化石燃料和核能的總發(fā)電量之和。根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，到2026年，可再生能源實(shí)際上將占全球電力容量增長(zhǎng)的近95%，僅太陽(yáng)能光伏就提供了一半以上。然而，向低碳或零碳社會(huì)過(guò)渡需要?jiǎng)?chuàng)新的解決方案以及與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)不同的能源儲(chǔ)存和消耗方式。

在他們發(fā)表在《能源》雜志上的研究中，IIASA研究人員提出了一種新穎的基于重力的存儲(chǔ)解決方案，該解決方案使用電梯和高層建筑中的空置公寓來(lái)存儲(chǔ)能量。作者稱之為電梯能量存儲(chǔ)技術(shù)(LEST)的這一原始想法通過(guò)提升濕沙容器或其他高密度材料來(lái)存儲(chǔ)能量，這些材料通過(guò)自動(dòng)拖車設(shè)備遠(yuǎn)程進(jìn)出電梯。LEST是一個(gè)有趣的選擇，因?yàn)殡娞菀呀?jīng)安裝在高層建筑中，這意味著不需要額外的投資或占用空間，而是以不同的方式利用已經(jīng)存在的東西為電網(wǎng)創(chuàng)造額外的價(jià)值和建筑物所有者。

“我一直對(duì)涉及勢(shì)能的話題很著迷，也就是說(shuō)，隨著海拔的變化產(chǎn)生能量，例如水電、抽水蓄能、浮力和重力儲(chǔ)能。重力儲(chǔ)能的概念最近也受到了極大的關(guān)注在科學(xué)界和初創(chuàng)企業(yè)中。自從最近搬進(jìn)14樓的公寓以來(lái)，我花了相當(dāng)多的時(shí)間在電梯上上下樓，之后我想到了LEST的概念，”主要作者JulianHunt解釋說(shuō)，IIASA可持續(xù)服務(wù)系統(tǒng)研究小組的研究員。

據(jù)作者稱，使重力儲(chǔ)能解決方案可行的主要挑戰(zhàn)是電力容量成本。LEST最重要的好處是功率容量已經(jīng)安裝在帶有再生制動(dòng)系統(tǒng)的電梯中。全球有超過(guò)1800萬(wàn)部電梯在運(yùn)行，其中許多電梯花費(fèi)大量時(shí)間靜止不動(dòng)。這個(gè)想法是，當(dāng)電梯不用于運(yùn)送人員時(shí)，它們可以用來(lái)儲(chǔ)存或發(fā)電。

與任何新系統(tǒng)一樣，在部署系統(tǒng)之前仍有一些細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步完善。這包括尋找存放重量的空間當(dāng)系統(tǒng)充滿電時(shí)，系統(tǒng)依賴于建筑物的頂部，而當(dāng)系統(tǒng)放電時(shí)，系統(tǒng)依賴于建筑物的底部。在這方面，空置的公寓或走廊可能是可行的選擇。另一個(gè)考慮因素是安裝系統(tǒng)的現(xiàn)有建筑物的天花板承載能力;也就是說(shuō)，天花板可以支撐而不倒塌的總質(zhì)量(千克/平方米)。然而，能夠在主要消耗電力的地方(例如城市)存儲(chǔ)能源，將極大地有利于能源網(wǎng)，并且LEST可以提供負(fù)擔(dān)得起的分散輔助服務(wù)，這反過(guò)來(lái)又可以改善城市環(huán)境中的電能質(zhì)量。

“在未來(lái)很大一部分電力來(lái)自可再生能源的情況下，像LEST這樣的環(huán)保和靈活的存儲(chǔ)技術(shù)將變得對(duì)社會(huì)越來(lái)越有價(jià)值。因此，政策制定者和電力系統(tǒng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要采取策略來(lái)激勵(lì)最終用戶，在研究合著者BehnamZakeri總結(jié)道，IIASA綜合評(píng)估和氣候變化研究小組的研究員。