长期以来,抽水蓄能一直是能源存储的主力军,它可靠、成熟,能够提供电网规模的容量。但传统的抽水蓄能技术有一个缺陷:它需要高山和大量的水。
这就是 RheEnergise 想要消除的限制。
这家总部位于英国的公司开发出了所谓的 "高密度水电"(High-Density Hydro)抽水蓄能系统,该系统使用的不是水,而是密度高出 2.5 倍的专有流体。首席执行官斯蒂芬-克罗舍(Stephen Crosher)说,这种转变 "将可再生能源的间歇性问题转化为巨大的机遇"。
RheEnergise 公司正在英格兰西南部普利茅斯附近的一个山坡上建造首个全规模示范项目。该项目于去年 6 月开工,预计今年夏天将取得测试结果。
浓于水,淡于景
RheEnergise 技术背后的核心理念简单而强大:用密度更大的流体代替水,以更小的空间储存更多的能量。
"我们的液体是水中的矿物悬浮液。它对环境无害,无毒,密度很高,但却是一种完全流动的液体,"Crosher 解释说。"密度是水的 2.5 倍,因此比混凝土的密度更大。混凝土会漂浮在我们的液体中。
更高的密度带来了一个关键优势:性能相当于传统的抽水蓄能,但海拔更低。"Crosher 说:"我们在 200 米处的性能与在 500 米处的性能相同。"世界上的丘陵比高山多得多。
该公司估计,使用其流体,项目可以降低 60% 的海拔高度,或减少 60% 的系统物理占地面积,或在两者之间找到平衡。无论哪种方式,都意味着项目更小、更灵活,可以更靠近能源需求。
"他指着普利茅斯附近景观场地的概念图补充道:"如果项目位于敏感的景观地带,就可以完全隐藏和遮蔽项目。"这些项目在完工后几乎可以完全被掩埋和隐藏起来。
工程优势
虽然其原理是基于传统的水力发电,但细节却与之大相径庭。RheEnergise 的流体需要定制泵和涡轮机,以适应更高的密度和不同的流动特性。
"Crosher 说:"涡轮机的结构是一样的,都是混流式涡轮机结构,但必须针对特定的流体进行重新设计。"混流式涡轮机设计中的一些元素与矿物悬浮液的配合不是很好。
这种采用成熟技术并对其进行改造的过程有助于公司快速发展。"他指出:"这是一项工程活动,因此不是基础科学。
位于蒙特利尔的研发中心在完善和验证设计方面发挥着关键作用。"我们制造、测试、打破。首先,我们会进行一些理论工作......然后,我们会搭建一个测试平台,对理论工作进行实际验证"。

RheEnergise 使用的定制涡轮机之一。
寻找存储的市场
全球对可再生能源的推动暴露了电网的核心挑战之一:如何存储风能和太阳能等间歇性能源的能量,并在需求达到峰值时将其输送出去。这就是长时间储能的关键所在。
RheEnergise 将其解决方案定位在短期电池和超长季节性存储之间的最佳位置。"Crosher 说:"在大约 8 小时的持续时间内,我们的成本大约是锂离子电池的一半。
他指出,英国的研究表明,大部分能源转移将发生在 4-20 小时窗口期,而 RheEnergise 相信自己能够在这一领域占据主导地位。"通过储能转移的总能量中,可能有 60% 是在我们最有优势的市场部分"。
除此之外,潜在市场还非常广阔。"Crosher 援引麦肯锡为长期储能理事会所做的研究称:"到 2040 年,全球资本支出市场总额将达到 $4 万亿美元。
地雷、模块化建筑和市场动力
公司的早期重点领域之一是采矿场,包括正在开采和已废弃的采矿场,这些采矿场提供现成的标高、高能量需求,在某些情况下还提供制造 RheEnergise 专利流体的原材料。
"矿山在很大程度上是我们的滩头市场,"Crosher 说。"他们每天 24 小时工作,能源需求很大,而且他们完全理解我们在做什么......我们还有可能利用一些废料制造出高密度流体。
世界各地都对该公司感兴趣。该公司拥有来自超过 25 个国家的线索,并与加拿大、英国、智利和澳大利亚的合作伙伴签署了谅解备忘录。
一个突出的例子是智利北部,那里的太阳能发电量已经超过了电网的吸收能力。"每年大约有 1600 个小时,智利电力市场的价格要么为零,要么为负。"这只是因为电网上有大量的太阳能发电。这对我们来说是好事,但对这些能源资产的所有者来说却不是好事。

与传统水力发电相比,RheEnergise 工艺可以利用更小的山丘。
最终测试和未来供资
普利茅斯项目现已进入试运行阶段。"我们目前正在为现场通电。下周我们将对发电机、电机和驱动器的电气部分进行调试,"Crosher 说。Crosher 说道,"我们希望在夏天就能取得成果"。
截至目前,该公司已筹集到超过1500万英镑的资金,其中三分之二是非稀释性赠款,还有200万英镑可用于最后一轮种子轮融资。"股价是 15.76 英镑......我们非常希望股价能有所变化,希望在年底进行机构轮融资时股价能翻三、四倍"。
之后,路线图还包括在英国、爱尔兰、波兰和北美的首创项目和后续项目。
愿景依然简单"高密度水电。将项目选址在小山而非高山上。为此,我们将使用高密度矿物悬浮液"。