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

　　近日，全國(guó)首個(gè)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目——如東100兆瓦時(shí)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目主體工程正式封頂。項(xiàng)目主體建筑是一座長(zhǎng)122米、寬110米、高148米的35層儲(chǔ)能塔，用于存放和升降重力塊。

　　什么是重力儲(chǔ)能?

　　重力儲(chǔ)能，是要把重力儲(chǔ)存起來(lái)嗎?其實(shí)還真差不多。

　　這是一種新型儲(chǔ)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(guò)人工智能算法控制儲(chǔ)能塊的垂直提升和水平位移，實(shí)現(xiàn)勢(shì)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(jī)作為電機(jī)使用，吸收風(fēng)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(duì)能量進(jìn)行存儲(chǔ)，完成電能-機(jī)械能-勢(shì)能的轉(zhuǎn)換。

　　放電模式下，系統(tǒng)通過(guò)釋放重力塊帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，將電能再次送入電網(wǎng)，完成勢(shì)能-機(jī)械能-電能的轉(zhuǎn)換。

▲放電模式模擬示意圖。

　　以如東100兆瓦時(shí)的重力儲(chǔ)能項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目配備了12600塊單體重量25噸的儲(chǔ)能質(zhì)量塊，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)在儲(chǔ)能塔內(nèi)升降以達(dá)到充放電的目的，并采用“兩進(jìn)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(chǔ)能的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

　　目前大家常聽(tīng)到的儲(chǔ)能方式有「抽水蓄能」「化學(xué)儲(chǔ)能」，三者各有各的特點(diǎn)，咱們一先看一張表。

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

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

▲抽水蓄能站。

　　因此，綜合來(lái)看，在南通這類平原地區(qū)，重力儲(chǔ)能是最佳選擇。它的充放電次數(shù)不受限制，儲(chǔ)能安全性和穩(wěn)定性更高,且無(wú)化學(xué)原料泄露和污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

　　如東重力儲(chǔ)能項(xiàng)目設(shè)計(jì)配置的4臺(tái)6.5兆瓦發(fā)電機(jī)，總計(jì)功率為26兆瓦。這個(gè)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(jì)，充電和放電周期都為4小時(shí)，儲(chǔ)能項(xiàng)目所有重力塊升降一個(gè)來(lái)回，能夠儲(chǔ)存釋放10萬(wàn)度電。

　　“看天吃飯”需要“調(diào)節(jié)器”

　　除了地形原因外，還有一個(gè)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(guó)海上風(fēng)電第一縣，并建有全國(guó)首個(gè)漁光互補(bǔ)一體化示范項(xiàng)目，風(fēng)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(fēng)電、光伏并網(wǎng)規(guī)模超600萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)“十四五”末將超過(guò)千萬(wàn)千瓦。

　　然而新能源“看天吃飯”的特性，使得峰谷差本來(lái)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(chǔ)能技術(shù)作為新能源優(yōu)化配置儲(chǔ)能，是促進(jìn)新能源消納的有效手段之一，可在更大時(shí)間尺度和空間范圍內(nèi)調(diào)節(jié)互濟(jì)，實(shí)現(xiàn)高效利用，同時(shí)能有效平抑風(fēng)電、光伏發(fā)電的出力波動(dòng)，提升電網(wǎng)接納可再生能源能力。

　　如何用好重力儲(chǔ)能?

　　利用儲(chǔ)能，一是“儲(chǔ)”，二是“用”。

　　存儲(chǔ)方面，在項(xiàng)目落地前，國(guó)網(wǎng)如東縣供電公司為項(xiàng)目選址出謀劃策，建議選擇落戶風(fēng)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(shí)創(chuàng)新打造“綠色智聯(lián)”管服平臺(tái)，分析實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，根據(jù)重力儲(chǔ)能容量和用戶負(fù)荷引導(dǎo)用戶調(diào)節(jié)和建議儲(chǔ)能運(yùn)行方式，在電網(wǎng)側(cè)實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”友好互動(dòng)，提升綠色電能在能源消耗中的占比。

　　使用上，目前，國(guó)網(wǎng)南通供電公司正在全省率先利用重力儲(chǔ)能在內(nèi)的電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)資源，開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能系統(tǒng)效益測(cè)算功能平臺(tái)，以如東重力儲(chǔ)能項(xiàng)目為樣本，收集儲(chǔ)能運(yùn)行信息、測(cè)試儲(chǔ)能調(diào)峰能力，并進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)荷電狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也為重力儲(chǔ)能技術(shù)的推廣、應(yīng)用提供實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。