中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:賽捷地理系統(tǒng)公司(Sage Geosystems)開創(chuàng)了一種新的廉價(jià)能源儲(chǔ)存方式,利用地球作為一個(gè)巨大的風(fēng)箱,將水泵入地下裂縫,然后讓水以70%的效率噴出,如果同時(shí)采集熱能,則效率可達(dá) 200%。
這種方法將一種液體(通常是蒸汽)注入頁(yè)巖油沉積物中,并在其中放置數(shù)小時(shí),以加熱石油,降低其粘度,使其更容易泵出。
而賽奇公司則是在廢棄油井的地下深處,使用高密度鉆井泥漿,以高壓將細(xì)長(zhǎng)的裂縫推開,然后再用高壓泵將水泵入,使裂縫保持"充氣"狀態(tài)。這項(xiàng)工作是利用白天收集的多余可再生能源完成的,然后關(guān)閉閥門將水鎖住。
泵入流體以擴(kuò)大巖石裂縫,然后在高壓下放出以回收能量
當(dāng)需要回收能量時(shí),只需打開閥門即可;裂縫周圍的地層壓力會(huì)將裂縫重新擠壓在一起,水流會(huì)被迫回到管道中,然后通過渦輪機(jī)發(fā)電。事實(shí)上,當(dāng)系統(tǒng)反向運(yùn)行時(shí),當(dāng)初迫使水流下管道的電機(jī)和水泵就會(huì)變成渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī),將能量重新輸出。
僅作為壓力電池,這種解決方案就相當(dāng)高效
這就是賽捷利用得克薩斯州的一口老油井測(cè)試的"EarthStore"系統(tǒng),往返效率高達(dá) 70-75%,測(cè)得的流體損耗僅為 1-2%,而且沒有檢測(cè)到誘發(fā)地震活動(dòng)。賽吉說,如果將單口油井用作負(fù)載跟隨快速釋放系統(tǒng),那么它可以產(chǎn)生約 300 萬千瓦的最大輸出功率;如果將其用作太陽能發(fā)電系統(tǒng),那么它可以以更精確的方式釋放能量,在夜間太陽能不發(fā)電時(shí)提供 18 個(gè)多小時(shí)的電力。
但是,如果能進(jìn)入地球深處的舊石油生產(chǎn)井,還有另一個(gè)好處:熱量。作為電網(wǎng)或本地儲(chǔ)能系統(tǒng),EarthStore 這樣的系統(tǒng)可以帶來足夠的利潤(rùn),但一旦再開始將熱量考慮在內(nèi),它就開始變得極具吸引力。
地球越深,溫度越高,要達(dá)到 180-220 °C(350-430 °F)的溫度相對(duì)容易。采集這些地?zé)崮芡ǔ2⒉粍澦?,?huff & puff"儲(chǔ)能系統(tǒng)卻大大改變了這一數(shù)字。
EarthStore 系統(tǒng)將水與炙熱的巖石裝在一起,與地表有大量接觸,并將其鎖定在那里。因此,當(dāng)水被釋放出來時(shí),熱量不僅會(huì)增加水流回流的壓力,使渦輪機(jī)更強(qiáng)勁地運(yùn)轉(zhuǎn),而且還有機(jī)會(huì)通過熱交換器收集熱量,這樣你從"地球電池"中獲得的能量最終會(huì)超過你投入的能量。
這還不是全部;賽奇建議,如果多個(gè)地球儲(chǔ)能鉆井彼此相鄰,鉆井設(shè)備等無需拆卸運(yùn)輸,從而節(jié)省了成本,那么就可以將它們組合起來,作為多缸熱壓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
帶熱交換器的雙井系統(tǒng)有望成為“多缸發(fā)動(dòng)機(jī)”,以 200% 的效率儲(chǔ)存能量
這種陣列可以從一個(gè)地下水庫(kù)中放出熱水,利用熱交換器將其冷卻以獲取電能,然后立即將冷卻水直接抽到隔壁的井中儲(chǔ)存起來。無需在地面上儲(chǔ)存液體,整個(gè)過程可以在這兩個(gè)氣缸之間來回運(yùn)行。
根據(jù)賽奇公司的說法,在一個(gè)地點(diǎn)安裝 18-20 個(gè)這樣的設(shè)備,就能形成一個(gè) 50 兆瓦的可再生能源儲(chǔ)存廠,有效輸出兩倍于輸入的能量。你可以把它看作是增強(qiáng)型能源存儲(chǔ),也可以把它看作是使相對(duì)較淺的地?zé)崮茉丛诮?jīng)濟(jì)上更加可行的一種方法,但這是一個(gè)非常巧妙的想法。
賽奇說,就平均儲(chǔ)能成本(LCoS)而言,EarthStore 解決方案本身應(yīng)該比鋰離子電池或抽水蓄能更便宜--事實(shí)上,作為一種在高峰期穩(wěn)固電網(wǎng)的方法,它的成本有望與燃?xì)庹{(diào)峰電廠相媲美。
德克薩斯州的試點(diǎn)項(xiàng)目歷時(shí)六個(gè)月,現(xiàn)已結(jié)束。該項(xiàng)目利用一口勘探油井,在 7,920 英尺和 11,140 英尺(2,400 米和 3,400 米)深的地方打孔,形成一個(gè) 3,200 英尺(1 公里)高、200-300 英尺(60-90 米)寬的裂縫。
德克薩斯州斯塔縣的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試現(xiàn)已完成
這條裂縫的壁間僅相距 0.1-0.2 英寸(2.5-5 毫米),但通過抽水和放水,并不斷在系統(tǒng)中保持足夠的壓力以防止裂縫閉合,裂縫的體積膨脹和收縮了 2 倍,在 7500-15000 桶(120-240 萬升,315000-630000 加侖)之間波動(dòng)。
賽捷地理系統(tǒng)公司首席執(zhí)行官辛迪-塔夫(Cindy Taff)在一份新聞稿中說:"我們已經(jīng)破解了為可再生能源提供完美補(bǔ)充的密碼,以與鋰離子電池和天然氣調(diào)峰電廠相比具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的方式提供可靠的替代基荷。我們的儲(chǔ)能技術(shù)可以提供大量電力--從遠(yuǎn)程采礦作業(yè)到數(shù)據(jù)中心,再到解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的能源貧困問題。我們可以與電網(wǎng)互聯(lián),或利用經(jīng)過驗(yàn)證并可隨時(shí)擴(kuò)展的清潔能源解決方案開發(fā)島嶼/微電網(wǎng)。"
Sage 已獲得鉆井專家納博斯工業(yè)公司(Nabors Industries)和清潔技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)投資基金 Virya 的投資,希望在目前的 A 輪融資中再融資 3000 萬美元,并繼續(xù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證、商業(yè)化、優(yōu)化和擴(kuò)展。