一種新型儲(chǔ)能技術(shù)最近在我國(guó)迎來(lái)布局熱潮，這種技術(shù)叫重力儲(chǔ)能。
它的原理是利用多余的電力把水泥磚塊等重物提升到高處，等需要用電時(shí)再放下重物。國(guó)內(nèi)首個(gè)重力儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用示范項(xiàng)目目前正在緊鑼密鼓地建設(shè)中，這個(gè)項(xiàng)目建成后的工作方式是——在一座高度達(dá)百米以上的建筑內(nèi)，通過(guò)吊起和放下磚塊，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能和發(fā)電。把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能。不同的是，重力儲(chǔ)能在山體、地下豎井、地面建筑等多個(gè)場(chǎng)景中都能應(yīng)用。
重力儲(chǔ)能電站的發(fā)電壽命長(zhǎng)達(dá)30-35年，接近抽水蓄能，但它的建設(shè)周期最短卻只需要6個(gè)月左右，大幅低于抽水蓄能電站5年左右的建設(shè)周期。此外，抽水蓄能電站需要建設(shè)水庫(kù)，可能會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境有一定影響，而重力儲(chǔ)能電站則很少有這方面的顧慮，甚至還能直接利用廢棄礦井發(fā)電。
看到這段文字，我想到了電梯發(fā)電的問(wèn)題。
2022年7月31日，位于武漢市東西湖區(qū)金銀湖北岸的中建三局一公司新總部大樓項(xiàng)目開(kāi)工。這是國(guó)內(nèi)技術(shù)最領(lǐng)先的近零碳智慧公共建筑，總建筑面積約7萬(wàn)平方米。以綠色建筑為基礎(chǔ)，通過(guò)最大限度利用可再生能源、最大限度提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能等六大節(jié)能減碳專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，逐步完成從“綠建三星”到近零能耗，再到近零碳建筑的遞進(jìn)。
在利用可再生資源方面，將在屋面設(shè)置光伏板，立面設(shè)置光伏玻璃幕墻，總光伏發(fā)電面積達(dá)15200平方米，總裝機(jī)容量1.4兆瓦，年發(fā)電量86萬(wàn)度，是目前全國(guó)光伏面積和總裝機(jī)容量最大的公共建筑。施工過(guò)程中將采用45項(xiàng)低碳建筑技術(shù)，其中引領(lǐng)技術(shù)11項(xiàng)、示范技術(shù)34項(xiàng)。相較于基準(zhǔn)建筑，預(yù)計(jì)每年將減少二氧化碳排放約6200噸，實(shí)現(xiàn)建筑本體節(jié)能率85%，可再生能源利用率24.3%。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把一座大樓建成發(fā)電廠。這就是“城市新能源”的概念。
接著，8月上旬，中建三局投資建設(shè)的這座稱(chēng)為“壹號(hào)大廈”項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案評(píng)審會(huì)在漢召開(kāi)。7名中國(guó)工程院院士、2名行業(yè)專(zhuān)家——中國(guó)工程院院士任南琪、劉加平、肖緒文、孟建民、丁烈云、吳志強(qiáng)、梅洪元，全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師李霆，中國(guó)建筑科學(xué)研究院副總經(jīng)理王清勤組成專(zhuān)家評(píng)審組，分別在武漢和線上參加評(píng)審。中建三局黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)陳衛(wèi)國(guó)等高層親自聆聽(tīng)。
經(jīng)質(zhì)詢討論，專(zhuān)家組一致同意通過(guò)壹號(hào)大廈近零碳智慧建筑方案設(shè)計(jì)審查，認(rèn)為項(xiàng)目針對(duì)武漢所處地域氣候特征，從被動(dòng)式設(shè)計(jì)、高性能?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)、高效空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)建、可再生能源利用、綠色建造和智慧運(yùn)維等六個(gè)維度，進(jìn)行節(jié)能減碳專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，方案可行，技術(shù)先進(jìn)。同時(shí)，專(zhuān)家組從建筑微環(huán)境控制、建筑熱工優(yōu)化、可再生能源高效利用、智慧建筑、健康建筑及海綿城市技術(shù)等角度，對(duì)項(xiàng)目方案提出進(jìn)一步優(yōu)化建議。
我印象最深的是電梯如何發(fā)電？
同濟(jì)大學(xué)教授吳志強(qiáng)院士建議設(shè)置電梯井道風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，利用電梯上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)力發(fā)電。
中國(guó)建筑集團(tuán)首席專(zhuān)家肖緒文院士指出，要用足電梯轎廂勢(shì)能，把轎廂下行時(shí)曳引機(jī)產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來(lái)，轎廂上行時(shí)優(yōu)先使用，實(shí)現(xiàn)上行耗電，下行發(fā)電。
2021年12月，去過(guò)上海黃浦區(qū)人民政府的人，會(huì)驚奇的發(fā)現(xiàn)，辦公樓里的升降電梯液晶屏上會(huì)顯示著，“歡迎乘坐能量回收綠色節(jié)能電梯”。
就是在普通的電梯上加裝了能量回饋裝置。在電梯重載下行及輕載上行過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，能量回饋裝置可以將這些電能轉(zhuǎn)換為符合電網(wǎng)質(zhì)量的交流電，供大樓內(nèi)部使用，實(shí)現(xiàn)電梯發(fā)電“自產(chǎn)自用”。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，垂直電梯平均用電約為40度／天，發(fā)電效率約為15～45%之間，每天的發(fā)電量約在6～18度左右，一臺(tái)電梯一年的發(fā)電量可高達(dá)2000～6000度，相當(dāng)于1～2噸燃煤的發(fā)電量。
區(qū)政府老舊電梯改造升級(jí)中，協(xié)調(diào)上海三菱電梯有限公司和上海吉盛網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司運(yùn)用能量回饋、物聯(lián)網(wǎng)、多媒體等多種技術(shù)，將電梯發(fā)電的節(jié)能信息直接搬到了屏幕上，轎廂液晶屏?xí)?shí)時(shí)顯示電梯昨日發(fā)電量、累計(jì)發(fā)電量、回饋電網(wǎng)度數(shù)等數(shù)據(jù)。
從理論上說(shuō)，與空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目相近。
2022年，應(yīng)城招商引資效果不錯(cuò)。其中有投資50億元的300兆瓦空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目。
2022年7月26日，中國(guó)能建主體投資的世界首臺(tái)（套）300兆瓦級(jí)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能示范工程，在湖北應(yīng)城市舉行開(kāi)工儀式。該工程建成后，將在非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)單機(jī)功率世界第一、儲(chǔ)能規(guī)模世界第一、轉(zhuǎn)換效率世界第一。定能助力云應(yīng)成為湖北“儲(chǔ)能之都”。
什么是壓縮空氣儲(chǔ)能？
以鹽穴作為儲(chǔ)氣容器為例，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)壓縮空氣儲(chǔ)能就是利用低谷電壓縮空氣存儲(chǔ)于鹽穴中，在高峰用電時(shí)釋放高壓空氣做功發(fā)電。整個(gè)過(guò)程通過(guò)空氣的壓縮和釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和輸出。
我國(guó)鹽穴資源豐富，造腔后密封性良好且多數(shù)處于閑置狀態(tài)，用鹽穴來(lái)裝空氣進(jìn)行資源整合利用，可利用的空間非常大。應(yīng)城地區(qū)地下鹽穴資源豐富，已累計(jì)形成地下溶腔170多個(gè)，鹽穴空間4000余萬(wàn)方，僅現(xiàn)存鹽穴即可支撐3GW級(jí)儲(chǔ)能基地建設(shè)。已經(jīng)有其他央企來(lái)商談。
鹽穴的高壓空氣被釋放出來(lái)后，需要加熱膨脹以產(chǎn)生更大的推力，維持系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)行。目前世界上大部分投運(yùn)的鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站都需要燒煤或天然氣來(lái)加熱空氣，這個(gè)過(guò)程就叫做“補(bǔ)燃”，不可避免地會(huì)產(chǎn)生污染物排放。
不依賴(lài)外界能源，是利用自身的“內(nèi)循環(huán)”，將壓縮空氣過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱能儲(chǔ)存起來(lái)。待發(fā)電時(shí)，再將儲(chǔ)存的熱能釋放，成為天然的“助推劑”。儲(chǔ)能、發(fā)電整個(gè)過(guò)程全部是物理過(guò)程，所以沒(méi)有任何燃燒、排放，這個(gè)過(guò)程就叫做“非補(bǔ)燃”。
壓縮空氣儲(chǔ)能最大的技術(shù)難點(diǎn)其實(shí)在于地下儲(chǔ)氣庫(kù)，地上部分的設(shè)備與系統(tǒng)集成，基于傳統(tǒng)的火電建設(shè)已非常成熟，而地下鹽穴的埋深往往在七八百乃至上千米，中國(guó)能建與中科院巖土所等地下鹽穴權(quán)威機(jī)構(gòu)開(kāi)展深度合作，共同打造深地儲(chǔ)能中心。
上周應(yīng)城之行，從工地路過(guò)。一片繁忙的景象。只占地300畝，大部分建筑在地下。這給統(tǒng)計(jì)局出了一個(gè)難題：地面上沒(méi)有什么建筑物，怎麼報(bào)這么高的投資數(shù)據(jù)？
統(tǒng)計(jì)局工作要與時(shí)俱進(jìn)。
