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在過(guò)去幾年中，全球通過(guò)使用太陽(yáng)能、風(fēng)能和其他可再生技術(shù)發(fā)電的能力一直在大幅增長(zhǎng)，到2026年，預(yù)計(jì)這種能力將比2020年的水平增加60%以上。這相當(dāng)于目前全球核電和化石燃料的總發(fā)電量的總和。國(guó)際能源署估計(jì)，到2026年，可再生能源實(shí)際上將負(fù)責(zé)世界電力容量增長(zhǎng)的約95%，其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電占到一半以上。但是為了向低碳或零碳社會(huì)邁進(jìn)，需要?jiǎng)?chuàng)新的解決方案，以及替代傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的能源儲(chǔ)存和消費(fèi)。
在他們最近發(fā)表在《能源》雜志上的研究中，IIASA的研究人員提出了一種基于重力的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)，利用電梯和高層建筑中的空置公寓。這個(gè)奇怪的概念被作者命名為電梯儲(chǔ)能技術(shù)（LEST），通過(guò)提升濕沙容器或其他高密度材料來(lái)儲(chǔ)存能量，這些材料通過(guò)自主拖車設(shè)備被遠(yuǎn)程移入和移出一個(gè)電梯。LEST是一種耐人尋味的可能性，因?yàn)楦邔咏ㄖ呀?jīng)建有電梯，因此不需要更多的投資或空間占用，而是以一種新穎的方式利用已有的東西，為電網(wǎng)和建筑所有者產(chǎn)生價(jià)值。
“我一直對(duì)涉及勢(shì)能的課題很著迷，換句話說(shuō)，隨著高度的變化產(chǎn)生能量，如水力發(fā)電、抽水蓄能、浮力和重力儲(chǔ)能等。重力儲(chǔ)能的概念最近也在科學(xué)界和初創(chuàng)企業(yè)中得到了極大的關(guān)注。自從最近搬進(jìn)14樓的公寓后，我花了相當(dāng)多的時(shí)間在電梯里上上下下，”主要作者、IIASA可持續(xù)服務(wù)系統(tǒng)研究小組的研究員Julian Hunt解釋說(shuō)。
據(jù)作者稱，使重力儲(chǔ)能解決方案可行的主要挑戰(zhàn)是電力容量成本。LEST最重要的好處是，動(dòng)力容量已經(jīng)安裝在帶有再生制動(dòng)系統(tǒng)的電梯中。全球有超過(guò)1800萬(wàn)部電梯在運(yùn)行，其中許多電梯有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間是靜止的。研究人員的想法是，當(dāng)電梯不被用來(lái)運(yùn)送人時(shí)，它們可以用來(lái)儲(chǔ)存或發(fā)電。
與任何新系統(tǒng)一樣，在部署該系統(tǒng)之前，仍有一些細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步完善。這包括找到空間，當(dāng)系統(tǒng)完全充電時(shí)，將系統(tǒng)所依賴的砝碼儲(chǔ)存在建筑物的頂部，而當(dāng)系統(tǒng)放電時(shí)，則儲(chǔ)存在建筑物的底部。在這方面，空的公寓或走廊可能是可行的選擇。另一個(gè)考慮因素是安裝該系統(tǒng)的現(xiàn)有建筑物的天花板承載能力，也就是說(shuō)，每平方米的天花板可以支撐的總質(zhì)量而不倒塌。然而，能夠在電力大部分消耗的地方（如城市）儲(chǔ)存能源，將大大有利于能源網(wǎng)，LEST可以提供負(fù)擔(dān)得起的、分散的輔助服務(wù)，這反過(guò)來(lái)可以改善城市環(huán)境中的電力質(zhì)量。
“像LEST這樣的環(huán)保和靈活的存儲(chǔ)技術(shù)，在未來(lái)大部分電力來(lái)自可再生能源的情況下，將對(duì)社會(huì)變得越來(lái)越有價(jià)值。因此，政策制定者和電力系統(tǒng)監(jiān)管者需要采取策略，激勵(lì)終端用戶，在這種情況下，高層建筑，與中央電網(wǎng)共享其分布式存儲(chǔ)資源，如LEST。”研究報(bào)告的共同作者、IIASA綜合評(píng)估和氣候變化研究小組的研究員Behnam Zakeri總結(jié)說(shuō)：“這種分布式資源的協(xié)調(diào)利用，減輕了對(duì)大規(guī)模中央存儲(chǔ)系統(tǒng)的投資需求。”
原標(biāo)題：科學(xué)家提出新儲(chǔ)能概念：將建筑物變成電池以廉價(jià)提高電能質(zhì)量
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