废油田变身超级电池?看这家美国公司的能源新技术

说起平常储能的时候，我们立刻会想起充电宝，我们将电量通过充电宝存储起来，以供手机、平板电脑等数码产品不时之需；往大处讲，谈及家庭储能时，我们则会联想到特斯拉的储能电池产品 Powerwall，6.4 kWh 的储电容量，足够一户家庭中重度应用一天；我们更进一步，往更大范围来看，当全部电网系统需求储能时，现有技术主要依附抽水储能系统，抽水时消耗电能，放水时产生电能。

总有一些人能引领创新。美国一家叫 Quidnet Energy 的能源创业公司，依据抽水储能的原理，另辟门路，充足利用遍及美国的废弃石油井、天然气井和地热井，将其变身为抽水储能电站。该公司现已获得资本市场两次投资，估值超出百万美元。

什么是抽水储能（pumped hydro）？

抽水储能这个话题在国表里都已不算新鲜，假如将时光追溯到 1882 年，瑞士就已建成世界上第一座抽水储能电站，只是缘由是受限于时期，当时的储电容量和工程规模，在今天看来都不值得一提，但是该电站的诞生，在抽水储能电站发展史上，无疑有着里程碑的意义。

抽水储能的原理其实不难，我们能够简单将其懂得为一个用水做的充电宝。人尽皆知，电能是随发随用的，要么消耗掉，要么通过储能方法存储起来，特殊是太阳能、风能等可再生能源的发电，在稳固性上其实不靠得住。当电网发电量很大，而人们的用电需求很小时，过剩的电量该怎样办呢？抽水储能派上了用处。它依附电网产生的过剩电量，带动水泵，将水从低处抽往高处的水库；而在电网供电缺乏，而人们的用电需求很大时，抽水储能电站则将水放出来，带动水轮机发电。

如今，抽水储能电站的综合效率在 70%-85% 之间。这有点相似充电宝的实际转换率，好比市面上热卖的小米充电宝，实际放电容量为标示容量的 70%，这意味着标配 10400 毫安的充电宝，实际放出的电量能有 7000 毫安就不错了。

Quidnet Energy 公司的奇特的地方

普通而言，抽水储能的方法都是将位于低处的水抽往高处的水库，发电时再将水放出来。以如今国内最大的抽水储能电站为例，该电站位于广东广州从化区吕田镇的山区地带，总装机容量达到 2.4GW。作为大亚湾核电站的储能设施，该电站下水库和下水库，都属于流溪河水系，通过抽水、放水的方法，为核电站电网系统提供调峰、填谷的用处，确保电网供电的稳固性。

QuidnetEnergy 公司并没有走平常路。这家成立于 2013 年，一直致力于为发电厂、电力公司等提供储能处理方案的公司，其实不依附上游水库进行储水，而是通过将高压水贮存在地下井，以完成储电目的。如今，该公司试点的项目，都树立在废弃的石油井、天然气井和地热井。

第四能源记者来到 QuidnetEnergy 公司位于德克萨斯一块废弃的油气田，见到 CEO Aaron Mandell 和他的团队正在操作水泵等设备，他们看上去像是在抽取石油，但是其实不是，他们正将高压水灌入到油气田的裂缝里。

Mandell 告知笔者，「这些油气田里的裂缝曾经是石油和天然气的所在地。当这类加压过的水被释放出来的时候，它能像泉水一样流动，从而带动地面的水轮发电机进行发电。我们让这些废弃的油田重新焕产生机。」

试点项目筹划

去年，Quidnet 在德州的伊拉斯郡实行了一个试点项目，向大众展现了这类抽水储能技术。该项目通过一个深 2800 英尺（约 930 米）废弃的天然气井，蓄水 5 万加仑（约 20 万升）。工作人员通过实测发现，将水灌上天下井 12 小时后，这项技术能连续发电 6 个小时。

接着，Quidnet 更进一步，开启了一个规模更大的试点项目。此次，他们选择了内华达州北部一个陈旧的地热井。这个井直径为 14 英寸（约 36 厘米），比普通的石油井、天然气井要更大一些，这样能确保注入更大体量的水，从而提高抽水发电效率。

待一切试点项目顺利展开以后，Quidnet 将在储能需求强烈的地区，真正开始修筑发电水井。每个项目的水井数量将达到 20 个；每个水井将深达 1000-5000 英尺，且能存储 35MWh（35000 度）的电量。与此同时，他们将开发有关的配套软件，以对系统进行自动化操作，从而完成远程运营。

来自资本市场的喜爱

Quidnet 最近刚拿到了新一轮的风险投资，如今该公司市值已超出 100 万美元。此前，它们就已从干净能源投资集团获得了 50 万美元的种子基金。该公司其他投资者还包括 Will and Jada Smith 基金、索兰森影响基金（Sorenson Impact Foundation）等。

投资者看好 Quidnet 的业务，以为其正处于一个迅速增长的新兴市场，而储能市场的迅速发展，得益于美国太阳能、风能等可再生能源的迅猛发展。据著名媒体 GTM 报道，2015 年，美国市场安装了 221MW 储能项目，而这一数据，在 2014 年唯一 65MW。与此同时，GTM 猜测，到 2019 年，储能项目的年安装量将超出 1GW。这对投资者而言，无疑是重大利好消息。

干净能源投资集团联合创始人及常务董事 Daniel Goldman 以为，Quidnet 是锂离子电池储能系统的有力竞争者，缘由是 Quidnet 多年来一直在储能项目上耕耘，其储能方案比锂离子电池储能方案更廉价、更靠得住。Quidnet 的目的是将本钱控制在 50 美元/千瓦，这个价钱包括了修筑水井、水轮发电机和规划和安全允许的费用，但不包括探测地下水库的打井费用。这样的本钱价钱，使得 Quidnet 在储能市场上极具竞争力。

Daniel 向第四能源记者透露，「我们一直在视察 Quidnet 公司，它向我们展现了一项卓越的能力：以优良的储能系统，加强了电网的稳固性和靠得住性，让太阳能、风能等可再生能源渗入其实陆续扩展其在能源市场上的份额。」

还需处理的问题

Quidnet 公司的技术构思如此与众不一样，但是它还需处理一个核心的技术困难。「理论上，这类办法是可行的，」斯坦福大学城市环境工程系的教授 Mark Jacobson 对第四能源记者表示，「只需地下蓄水库没有泄漏，而且流经水轮机的水流可控，水流速度足够快，那么这项技术就没有任何问题。」

所以，Quidnet 公司如今最大的困难在于挑选无缺的地下蓄水库，以免水泄漏。Mandell 对此表示乐观，缘由是 Quidnet 所采取的地下井，都是已废弃的不再应用的石油井、天然气井和地热井，有关的公司在开采之初，都已做过必要的探测，Quidnet 只需参考后人的经历便可。在如今试点的项目中，水的流失率远比预期的要低，每周只流失了 1%，而不是先前料想的每天流失 1%。而且，相符 Quidnet 技术标准的废弃地下井，在美国有不计其数个，这成为Quidnet技术得以推行的一个极其重要的要求。

所以，在处理了本钱、技术的困难后，Mandell 对将来充满信念，「我们的目的是让以太阳能、风能为代表的可再生能源，逐步扩展它们在能源市场上的份额；它们在将来能源中所占的比重，将比今天要大得多。」

**本文作者张龙华，文章首发第四能源（微信号：FourthEnergy），转载请与头条号作者获得联络。

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