“搬砖”就能储能!全球首个重力储能项目封顶

　　148米的高楼不住人，也不办公，就是为了存放重物来“搬砖”。这听上去是不是有点匪夷所思?但是在江苏南通还真有一座这样的楼。

　　近日，全国首个重力储能项目——如东100兆瓦时重力储能项目主体工程正式封顶。项目主体建筑是一座长122米、宽110米、高148米的35层储能塔，用于存放和升降重力块。

什么是重力储能?

　　重力储能，是要把重力储存起来吗?其实还真差不多。

　　这是一种新型储能技术，其原理是利用构筑物、自然或人工地形等产生的高度差，通过人工智能算法控制储能块的垂直提升和水平位移，实现势能与电能的转换。

▲充电模式模拟示意图。

　　充电模式下，系统中的同步发电机作为电机使用，吸收风电、光伏等新能源或电网中的富余电能，将重力块提升到一定的高度对能量进行存储，完成电能-机械能-势能的转换。

　　放电模式下，系统通过释放重力块带动同步发电机发电，将电能再次送入电网，完成势能-机械能-电能的转换。

▲放电模式模拟示意图。

　　以如东100兆瓦时的重力储能项目为例，该项目配备了12600块单体重量25吨的储能质量块，通过自动控制系统在储能塔内升降以达到充放电的目的，并采用“两进一出”接线并网方案，即从电网、绿电侧接线充电，发电并入电网。

重力储能的独特优势

　　目前大家常听到的储能方式有「抽水蓄能」「化学储能」，三者各有各的特点，咱们一先看一张表。

　　在原理上，重力储能与现有成熟的抽水蓄能技术相近，一个抽水一个抽储能质量块。

　　但抽水蓄能电站建设周期长，对地形、环境要求更高;电化学储能功率范围较广?能量密度高，相较其他新型储能技术成熟度更高，但其在大规模应用过程中也存在热失控、易燃等安全隐患，且淘汰的电池组件对环境影响大。

▲抽水蓄能站。

　　因此，综合来看，在南通这类平原地区，重力储能是最佳选择。它的充放电次数不受限制，储能安全性和稳定性更高,且无化学原料泄露和污染环境的风险。

　　如东重力储能项目设计配置的4台6.5兆瓦发电机，总计功率为26兆瓦。这个发电量可供夏季约4000户居民正常使用空调等家电。按照设计，充电和放电周期都为4小时，储能项目所有重力块升降一个来回，能够储存释放10万度电。

“看天吃饭”需要“调节器”

　　除了地形原因外，还有一个重要的原因就是新能源发电的不稳定性。

　　南通如东县是全国海上风电第一县，并建有全国首个渔光互补一体化示范项目，风电、光伏等新能源产业发展迅猛。截至目前，如东地区风电、光伏并网规模超600万千瓦，预计“十四五”末将超过千万千瓦。

　　然而新能源“看天吃饭”的特性，使得峰谷差本来就大的电网，面临巨大的新能源消纳和电力供需平衡压力。

　　重力储能技术作为新能源优化配置储能，是促进新能源消纳的有效手段之一，可在更大时间尺度和空间范围内调节互济，实现高效利用，同时能有效平抑风电、光伏发电的出力波动，提升电网接纳可再生能源能力。

如何用好重力储能?

　　利用储能，一是“储”，二是“用”。

　　存储方面，在项目落地前，国网如东县供电公司为项目选址出谋划策，建议选择落户风电、光伏密集区域，最终为企业线路规划减少近400米电缆通道距离，成本投入大大降低。

　　同时创新打造“绿色智联”管服平台，分析实时采集数据，根据重力储能容量和用户负荷引导用户调节和建议储能运行方式，在电网侧实现“源网荷储”友好互动，提升绿色电能在能源消耗中的占比。

　　使用上，目前，国网南通供电公司正在全省率先利用重力储能在内的电网侧调节资源，开发储能系统效益测算功能平台，以如东重力储能项目为样本，收集储能运行信息、测试储能调峰能力，并进行综合分析，实现储能系统荷电状态实时监测，也为重力储能技术的推广、应用提供实测数据。