研究人員引入新的儲能概念將高層建筑變成電池

隨著風能和太陽能等可再生能源發電成本的迅速降低，對儲能技術的需求日益增長，以確保電力供需平衡。國際應用系統分析研究所(IIASA)的研究人員提出了一種新的儲能概念，可以將高層建筑變成電池，以提高城市環境中的電能質量。

過去幾年，全球利用太陽能電池板、風力渦輪機和其他可再生技術發電的能力一直在穩步增長，預計到2026年，全球可再生能源發電能力將比2020年的水平進一步提高60%以上。相當于目前全球化石燃料和核能的總發電量之和。根據國際能源署的數據，到2026年，可再生能源實際上將占全球電力容量增長的近95%，僅太陽能光伏就提供了一半以上。然而，向低碳或零碳社會過渡需要創新的解決方案以及與傳統能源系統不同的能源儲存和消耗方式。

在他們發表在《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存儲能量。作者稱之為電梯能量存儲技術(LEST)的這一原始想法通過提升濕沙容器或其他高密度材料來存儲能量，這些材料通過自動拖車設備遠程進出電梯。LEST是一個有趣的選擇，因為電梯已經安裝在高層建筑中，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存在的東西為電網創造額外的價值和建筑物所有者。

“我一直對涉及勢能的話題很著迷，也就是說，隨著海拔的變化產生能量，例如水電、抽水蓄能、浮力和重力儲能。重力儲能的概念最近也受到了極大的關注在科學界和初創企業中。自從最近搬進14樓的公寓以來，我花了相當多的時間在電梯上上下樓，之后我想到了LEST的概念，”主要作者JulianHunt解釋說，IIASA可持續服務系統研究小組的研究員。

據作者稱，使重力儲能解決方案可行的主要挑戰是電力容量成本。LEST最重要的好處是功率容量已經安裝在帶有再生制動系統的電梯中。全球有超過1800萬部電梯在運行，其中許多電梯花費大量時間靜止不動。這個想法是，當電梯不用于運送人員時，它們可以用來儲存或發電。

與任何新系統一樣，在部署系統之前仍有一些細節需要進一步完善。這包括尋找存放重量的空間當系統充滿電時，系統依賴于建筑物的頂部，而當系統放電時，系統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。另一個考慮因素是安裝系統的現有建筑物的天花板承載能力;也就是說，天花板可以支撐而不倒塌的總質量(千克/平方米)。然而，能夠在主要消耗電力的地方(例如城市)存儲能源，將極大地有利于能源網，并且LEST可以提供負擔得起的分散輔助服務，這反過來又可以改善城市環境中的電能質量。

“在未來很大一部分電力來自可再生能源的情況下，像LEST這樣的環保和靈活的存儲技術將變得對社會越來越有價值。因此，政策制定者和電力系統監管機構需要采取策略來激勵最終用戶，在研究合著者BehnamZakeri總結道，IIASA綜合評估和氣候變化研究小組的研究員。