中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：海洋曾吸引無數(shù)能源企業(yè)家[2]，卻又讓他們的希望在礁石上破碎。如今，一家初創(chuàng)公司也聽到了這誘人的召喚——但其反應(yīng)卻有所不同。
意大利 Sizable Energy 公司成立于 2022 年[3]，致力于在海底建設(shè)抽水蓄能電站。該公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官馬努埃萊·奧菲羅（Manuele Aufiero）以他作為一名經(jīng)驗(yàn)豐富的核工程師所培養(yǎng)的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度，努力實(shí)現(xiàn)著這個(gè)看似異想天開的愿景。如今，該公司已積累了深水波浪測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)，并在 10 月份完成了 800 萬美元的種子輪融資，用于建設(shè)其首個(gè)海上示范項(xiàng)目。
這項(xiàng)計(jì)劃旨在實(shí)現(xiàn)兩個(gè)長(zhǎng)期以來難以實(shí)現(xiàn)的清潔技術(shù)夢(mèng)想：革新抽水蓄能技術(shù)和利用海洋能源。這是一個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目，必須克服重重困難才能成功。但如果 Sizable 公司能夠成功，它將解鎖低成本、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，從而加速向清潔能源的全面轉(zhuǎn)型。
盡管鋰離子電池越來越受歡迎，但傳統(tǒng)的抽水蓄能電站的儲(chǔ)能容量仍然超過任何其他技術(shù)。抽水蓄能利用重力，將多余的電力抽到高處，并在需要更多能源時(shí)釋放水流驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。然而，這種簡(jiǎn)單且已有百年歷史的技術(shù)如今已很少再被建造[4]；除了建造巨型水庫(kù)對(duì)環(huán)境的影響外，如今瞬息萬變的能源市場(chǎng)對(duì)那些建設(shè)耗時(shí)多年且前期投入數(shù)十億美元的發(fā)電廠來說也并不友好。
Aufiero 告訴我，這并不是說抽水蓄能電站就永遠(yuǎn)不會(huì)建成——瑞士最近就在一處高山峽谷中建成了一座抽水蓄能電站，但耗時(shí) 14 年[5]。他解釋說，部分原因是每座山的情況都不一樣：海拔高度、流量和能源設(shè)備都必須根據(jù)具體地點(diǎn)進(jìn)行定制。
但他表示，海洋為標(biāo)準(zhǔn)化這項(xiàng)原本定制的技術(shù)提供了機(jī)會(huì)——使其部署起來更加容易和快捷。
“我們正在探索在確切知道部署地點(diǎn)之前就構(gòu)建這套系統(tǒng)的可能性。我們通過近海部署來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。水質(zhì)在世界各地都是一樣的?！?/span>
具體來說，Sizable 公司設(shè)計(jì)了一種利用重力原理的儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過固定在海底的垂直管道上下輸送鹽水。充氣膜在底部和表面形成儲(chǔ)罐；從上方看，它就像一個(gè)巨大的漂浮甜甜圈。該系統(tǒng)與陸地電網(wǎng)連接，利用電力將鹽水泵入塑料管道。反之則可以對(duì)外發(fā)電。
不同的初創(chuàng)公司曾嘗試用各種方法改造抽水蓄能，例如用裝滿巖石的火車車廂上山[6]、在類似滑雪纜車的索道上裝載重物[7]、以及用機(jī)器人起重機(jī)堆砌巨型石塊[8]。這些方法最初都聲稱機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，最終卻都淪為清潔技術(shù)理念的棄兒。但與那些從地面起步、逐步發(fā)展的項(xiàng)目不同，Sizable Energy 的研發(fā)起點(diǎn)卻在海面上進(jìn)行，并深入海底。
領(lǐng)投種子輪融資的 Playground Global 普通合伙人 Bruce Leak 表示，“世界上還有很多未開發(fā)的海洋深度——并沒有供過于求”。
01
可擴(kuò)展的長(zhǎng)期存儲(chǔ)
Sizable 的設(shè)計(jì)成本相對(duì)較低，使其在長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能領(lǐng)域具有競(jìng)爭(zhēng)力，專家認(rèn)為這是電網(wǎng)所需要的，但目前還沒有人真正實(shí)現(xiàn)過。
鋰離子電池在短時(shí)供電方面（例如四小時(shí)）越來越有競(jìng)爭(zhēng)力。但如果供電時(shí)間遠(yuǎn)超四小時(shí)，其成本就會(huì)高得令人望而卻步。要在 12 或 24 小時(shí)內(nèi)（包括夜間或陰天）提供相同的兆瓦級(jí)功率，就需要堆疊更多電池，這無疑會(huì)大幅增加成本。
任何想要在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的公司都必須找到能夠以極低成本增加儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的材料和設(shè)計(jì)方案。傳統(tǒng)的抽水蓄能技術(shù)是通過向大型水庫(kù)注水來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的。而 Sizable 公司則選擇了一種雙層膜結(jié)構(gòu)來填充鹽水，這種結(jié)構(gòu)符合低成本和可擴(kuò)展性的要求。增加垂直方向的塑料管道長(zhǎng)度也相當(dāng)經(jīng)濟(jì)。
Aufiero 表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，該電力設(shè)備的成本低于每千瓦 700 歐元（810 美元），與抽水蓄能相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。這項(xiàng)技術(shù)的真正優(yōu)勢(shì)在于增加儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的邊際成本：規(guī)?；?，每千瓦時(shí)的成本低于 20 歐元（23美元）。這與 Form Energy 公司正在研發(fā)的鐵空氣電池的目標(biāo)成本相當(dāng)[9]，該公司正致力于生產(chǎn)續(xù)航時(shí)間達(dá) 100 小時(shí)的大規(guī)模電化學(xué)電池。
Sizable 的目標(biāo)是 8 小時(shí)到 24 小時(shí)甚至更久。規(guī)模越大，經(jīng)濟(jì)效益越高：既然要安裝系泊系統(tǒng)并將海底電纜連接到電網(wǎng)，不如輸送更多電力，而不是更少。
這需要一些時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。Sizable 公司已經(jīng)建造了一個(gè)千瓦級(jí)的概念驗(yàn)證裝置，并在意大利 Reggio Calabria 的自然海洋工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了測(cè)試。今年 9 月，該公司在荷蘭海事研究所的巨型水池中對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行了人工波浪沖擊試驗(yàn)[10]，該研究所專門檢驗(yàn)海洋工程的耐久性。這些測(cè)試的成功為最近的融資奠定了基礎(chǔ)。
有了這筆資金注入，該團(tuán)隊(duì)正在建造一個(gè) 1 兆瓦的裝置，其半徑為 50 米（164英尺），并占據(jù) Reggio Calabria 海岸外 500 米（1640英尺）深的海洋空間。
由于目前尚無法向投資方提供其所需的實(shí)際性能數(shù)據(jù)，Sizable 公司正在自行籌資開展該項(xiàng)目。該項(xiàng)目將采用小型組件，規(guī)模較小，功能齊全，但不會(huì)并網(wǎng)。Sizable 公司已在意大利南部為其首個(gè)真正意義上的商業(yè)開發(fā)項(xiàng)目獲得了 10 兆瓦的并網(wǎng)容量。
02
在海洋中生存，簡(jiǎn)單最重要
Aufiero 面臨的棘手挑戰(zhàn)是，如何在不花費(fèi)太多錢加固其裝甲以致失去低成本優(yōu)勢(shì)的情況下，增強(qiáng)其發(fā)明抵御海水侵蝕的能力。
Aufiero 說，“在海洋中開展工作是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但同時(shí)也蘊(yùn)含著大規(guī)模擴(kuò)展的機(jī)遇”，他著手設(shè)計(jì)一個(gè)“簡(jiǎn)單易用、可擴(kuò)展且不會(huì)出現(xiàn)太多意外情況的系統(tǒng)”。
海浪的沖擊已經(jīng)讓許多充滿希望的海洋能源試點(diǎn)項(xiàng)目化為泡影。但過去的此類裝置試圖通過直接利用海浪動(dòng)能作為可再生能源。而 Sizable Energy公司只需要海洋作為一個(gè)均勻的空間即可運(yùn)行，因此其技術(shù)力求將與海浪的接觸降到最低。
兩圈外層塑料管道的設(shè)計(jì)目的是為了在波浪沖擊浮動(dòng)儲(chǔ)水庫(kù)之前將其擾亂。如果強(qiáng)浪或暴雨導(dǎo)致儲(chǔ)水庫(kù)下沉，艙底泵就會(huì)啟動(dòng)，排出水。
在歐洲，人們大規(guī)模租賃海床用于能源項(xiàng)目已有數(shù)十年歷史?！耙?guī)?；睒?biāo)準(zhǔn)將適用于監(jiān)管海上風(fēng)電的同一監(jiān)管機(jī)構(gòu)，但每兆瓦所需的占地面積要小得多。
Aufiero 說，事實(shí)上，儲(chǔ)能裝置最具吸引力的潛在選址是海上風(fēng)電場(chǎng)。通過共址，Sizable 可以共享輸電電纜，并通過本地儲(chǔ)能，根據(jù)需要向電網(wǎng)輸送電力，從而穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)。Bruce Leak 將這種合作比作將海上風(fēng)電場(chǎng)改造成核電站，將不穩(wěn)定的發(fā)電轉(zhuǎn)化為可預(yù)測(cè)的基荷清潔能源。
對(duì)于 Playground Global 的主要投資者而言，他們覺得在“海王星的憤怒中生存下來”的挑戰(zhàn)令人興奮。
Leak 告訴我，“作為工程師，我們喜歡挑戰(zhàn)高難度的事情，如果一個(gè)好主意人人都能做到，那你的獨(dú)特之處又在哪里呢？”
