长时储能新思路！一种尚未开发的清洁能源就在我们脚下

Original 更多干货点关注环球零碳 2022-12-15

收录于合集

#零碳新知 179 个

#清洁能源 22 个

#可再生能源 29 个

撰文 | Sueyl

编辑 | 郭郭

→这是《环球零碳》的第177篇原创

环球零碳

碳中和领域的《新青年》

随着光伏、风能等可再生能源作为电力行业脱碳的主要方向，电网越来越依赖储能技术来保持稳固性和电力输送的持续性。业界预估，跟电网匹配的各种长时储能技术有望在 2050 年之前实现近乎指数级的增长。

地质热能储存 (GeoTES) 技术是一种混合地质太阳能发电厂，它利用现有的石油钻井基础设施在地下大量储存无碳热能。

最近，美国光热发电技术提供商Hyperlight Energy推出了一种名为“Tectonic Sun”的发电技术，该技术将光热发电技术与地热储能（GeoTES）技术相结合，清洁能源可以在油井地下储存六个月或更长时间，并且可以使用传统的地热发电技术随时提取并转化为电能。

图片来源于网络

Hyperlight Energy以开发低成本集热式的太阳能发电(CSP)起家，由光热转换原理令太阳能换化为热能，热能通过热机做功驱动发电机，从而产生的电力。Hyperlight Energy的产品Hylux避免了传统CSP技术中使用的昂贵钢材和混凝土，改用本土生产的、预制的、可回收的塑料结构，轻便且可快速安装。

据悉，该公司目前正在加利福尼亚州贝克斯菲尔德建造其首个试点装置——Tectonic Sun Alpha。在石油开采过程中，光热发电系统所采集的热能可以储存在地热储能系统（GeoTES）中，然后用于生产低碳电力。

这个名为“Tectonic Sun Alpha”的项目是Hyperlight Energy发展可盈利、无排放的过程供热项目路线图的一部分，同时以行业首创的完全可调度、完全可再生能源技术能力扩展到巨大的全球发电市场。

美国国家可再生能源实验室 (NREL) 估计，地质热能储存的成本可能比市场上最好的技术低十倍，而且它可以部署在美国大部分阳光和沉积地层丰富的地区。

光热发电+地热储能技术改造油井

Hyperlight Energy公司开发的太阳能蒸汽技术Tectonic Sun，它可以在提高采油率(EOR)的站点地质构造中存储数月的太阳能。Tectonic Sun将现有的油井变成了清洁能源发电机，使发电能够随时开启并根据需要持续发电。这种CSP的热能的双赢应用是行业首创。

在过去的 60 年中，美国加利福尼亚石油工业提高采油率 (EOR)的方法，是将蒸汽注入地下高含水、高渗透的砂岩层段中 , 使注采井之间形成热连通，注入热量向油藏上部扩散 , 原油在重力作用下向下流动进入生产。此过程中花费了数十亿美元来优化热效率技术。根据这些数据，输送到地下的70% 的热能会停留在那里，并且一次可以停留数月。

图片来源于网络

而运用CSP，将太阳能被用来产生蒸汽，蒸汽进入井下以疏松石油。热能也可以储存在地下岩石中，形成一个可以按需运行的巨型地热电池。这种方式也在许多项目中得到了规模化证明，其中就包括雪佛龙公司在加利福尼亚的 Coalinga 项目。

Hyperlight 使用国内采购的可回收塑料制造名为Hylux的聚光太阳能。Hylux 可以就地安装，设计适合各种工业环境。它使用镜子捕捉和反射太阳的热量，产生蒸汽来有效地为工业流程、制造、石油开采等提供动力。

来源：美国能源部，美国国家可再生能源实验室

Hyperlight的技术，将太阳光加热的流体泵送到热交换器，将流体的热量传递给水，从而产生蒸汽，通过旋转涡轮机或为发动机提供动力来发电。CSP 用于这种用途的优势在于，大多数 CSP 系统可以存储足够的热量，按需产生 6 到 12 小时的电力供以后使用，而锂电池存储光伏系统产生的能量则需要 3 到 4 小时。

该技术可以达到 250 兆瓦或更多的电力，足以满足90,000个家庭日常用电需要。蒸汽被冷却和冷凝，水被储存并重新使用。加热的液体也可以储存起来，比如在没有阳光的时候，可以按需发电。

“我们将寻找具有适当地质条件的地点，” Hyperlight 首席执行官John King表示。“除了在有沉积地层的地方不能使用这项技术，我们希望首先在所有提高采油率的地点进行演示。但可以肯定的是，废弃的煤场可以重新用于聚光太阳能。”

加利福尼亚的 EOR 行业每年花费超过 13 亿美元用于热能以在井场开采石油，这对环境有害，因为开采会造成碳排放。如果加州 100,000口油气井中只有 20% 被改造用于地热储能，该州每年将额外获得 100 TWh 的清洁能源，这超过了该州所有天然气发电厂的总发电量。

世界上成本最低的聚光太阳能

分析表明，一个典型GeoTES装置的存储容量约为146000兆瓦时，存储时间为4000小时（近6个月），同时其储能成本相比其它储能技术则非常低廉。

通过为现有的 EOR 项目管道提供基于无排放发电的第二个潜在收入来源，公司希望推动深度脱碳工作和盈利增长。Hyperlight希望利用 EOR 行业现有的基础设施类型，Tectonic Sun 将实现 100% 可再生能源的地质储存，估计平均电力成本在每千瓦时 4 到 8 美分之间。该价格点目标低于该公司所见过的其他可调度可再生技术——即使处于开发阶段也是如此。

图片来源于网络

“Tectonic Sun Alpha 重塑了我们对长期存储的思考方式，不仅对加利福尼亚的电网，而且对整个州的石油和天然气行业都有变革潜力，” John King表示。“与最终枯竭的石油和天然气项目不同，GeoTES 项目永远不会耗尽阳光。我们相信，Tectonic Sun Alpha 可以提供一个蓝图，用太阳能热能改造加利福尼亚州数以万计的现有油井，以生产具有成本效益的非间歇性清洁能源的重要新来源。”

Hyperlight 旨在通过扩大其CSP技术的部署来释放 GeoTES 的全部潜力，以降低成本并提高这些应用程序在现有 EOR 项目现场的性能。在加利福尼亚州低碳燃料标准 (LCFS)计划的支持下，Hyperlight 与位于加利福尼亚州贝克斯菲尔德的独立石油生产商 Hathaway LLC 签署了一份热力采购协议 (HPA)，以开发将展示 Hyperlight 技术并减少Hathaway 公司 EOR 现场的排放量。

凭借低成本的存储介质和以数月和数年而不是数小时和数天的规模运行的充电/放电循环，GeoTES 的这种应用将与当今使用的现有可再生能源具有高度竞争力。

-------

参考资料：

[1]https://www.renewableenergyworld.com/solar/an-untapped-clean-energy-resource-lies-underneath-our-feet/

[2]https://helioscsp.com/tag/hyperlight-energy/

[3]https://www.startengine.com/hyperlight

[4]https://helioscsp.com/concentrated-solar-power-being-used-for-enhanced-oil-recovery/

[5]https://www.businesswire.com/news/home/20220224005264/en/Hyperlight-Energy-Launches-Tectonic-SunTM-to-Decarbonize-Oil-Wells-Leverage-Them-for-Zero-Carbon-Power-Generation

算法时代，用行动拒绝信息茧房！

把我们列为【星标★】才能经常看到我们哦~

END

推荐阅读

（点击文字即可跳转阅读）

零碳精选

1、气候基金投资指南：资产配置如何低碳又规避风险

2、最新迹象：太阳能制造企业正大规模重新回到欧洲

零碳动态

1、重磅！全国碳市场扩容推迟

2、国务院部署：给央企500亿可再生能源补贴

零碳新知