
2025年,一項(xiàng)名為“地化學(xué)儲(chǔ)能”(Geochemical Energy Storage,GES)的新型儲(chǔ)能技術(shù)在美國(guó)得克薩斯州引發(fā)關(guān)注。該技術(shù)由 Quidnet 開發(fā),通過將水注入地下不透水巖層并在高壓下封存,實(shí)現(xiàn)了跨季節(jié)、長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的電能儲(chǔ)存與按需釋放,被視為可再生能源配套的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能新方案。
核心原理:把“抽水儲(chǔ)能”搬到地下
傳統(tǒng)抽水蓄能依賴地形高差,將水抽至高位水庫儲(chǔ)能,再下泄驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電。
GES 則在地下構(gòu)建一個(gè)高壓密閉“水庫”:將水壓入致密、低滲透的巖層中形成儲(chǔ)能單元;需要用電時(shí)釋放壓力,水回流驅(qū)動(dòng)地面設(shè)備發(fā)電。
這一閉合回路將水耗降至極低水平,僅有極少量損失,且能量密度因高壓環(huán)境而提升,所需儲(chǔ)水量顯著少于地表水庫。
相對(duì)優(yōu)勢(shì):低水耗、少選址限制、易于規(guī)?;?/p>
閉合系統(tǒng):循環(huán)用水,蒸發(fā)損失小,適應(yīng)干旱或缺水地區(qū)。
能量密度高:地下高壓提升單位體積儲(chǔ)能,工程體量更緊湊。
選址彈性強(qiáng):對(duì)地形依賴小,不必依托大落差或天然谷地。
產(chǎn)業(yè)對(duì)接快:可借用油氣行業(yè)的供應(yīng)鏈與施工能力,降低開發(fā)與部署門檻。
研發(fā)進(jìn)展與里程碑
2019 年獲美國(guó)能源部資助,推動(dòng)工程化驗(yàn)證。
2024 年獲得 Hunt Energy Network 投入的千萬美元級(jí)資金,示范項(xiàng)目加速。
2025 年初完成兆瓦時(shí)級(jí)系統(tǒng)測(cè)試;同年中進(jìn)一步驗(yàn)證可實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)約半年尺度的儲(chǔ)能保持,指向跨季節(jié)應(yīng)用場(chǎng)景。
性能畫像:效率不占優(yōu),但長(zhǎng)時(shí)能力填補(bǔ)空白
往返效率:當(dāng)前約在 50% 左右,優(yōu)化上限可望至 65%(低于鋰電常見的 90%+)。
應(yīng)用邊界:鋰電適合小時(shí)級(jí)—日內(nèi)調(diào)度;GES 擅長(zhǎng)月度乃至跨季節(jié)移峰,如將夏季富余的太陽能轉(zhuǎn)移至冬季用電高峰。
系統(tǒng)價(jià)值:提升電網(wǎng)在極端天氣(暴雪、熱浪)與季節(jié)性波動(dòng)下的韌性,作為“時(shí)間轉(zhuǎn)移”的基礎(chǔ)設(shè)施。
與主流長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的對(duì)照
抽水蓄能:目前全球占比最高、技術(shù)成熟,但選址苛刻、建設(shè)周期長(zhǎng)、水面蒸發(fā)顯著。GES 以閉合系統(tǒng)減少水耗,并弱化對(duì)山地地形的依賴。
電化學(xué)(鋰離子、鐵空氣等):效率與瞬時(shí)響應(yīng)強(qiáng),但經(jīng)濟(jì)性更偏短中時(shí)段;GES 在多月級(jí)時(shí)間跨度上具成本與資源依賴(少稀有金屬)方面的潛在優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵挑戰(zhàn):地質(zhì)長(zhǎng)期性與成本曲線
地質(zhì)安全性:高壓注采對(duì)圍巖和斷裂帶的長(zhǎng)期影響仍需更大規(guī)模、更多地點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證。
經(jīng)濟(jì)性:初期項(xiàng)目的建設(shè)、運(yùn)維與監(jiān)測(cè)成本需要隨規(guī)?;c標(biāo)準(zhǔn)化繼續(xù)下降,形成與傳統(tǒng)方案的可比競(jìng)爭(zhēng)力。
監(jiān)管與選址:需構(gòu)建相匹配的環(huán)境與地質(zhì)評(píng)估流程,確保選址合規(guī)與可持續(xù)。
商業(yè)化動(dòng)向與展望
Quidnet 計(jì)劃在 2026 年與得州公用事業(yè)伙伴推進(jìn)首個(gè)商業(yè)化項(xiàng)目,其落地效果將成為技術(shù)放大的關(guān)鍵信號(hào)。
若驗(yàn)證順利,具備相似地質(zhì)條件的地區(qū)(如中國(guó)部分盆地、澳大利亞特定構(gòu)造帶)有望復(fù)制經(jīng)驗(yàn),加速長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能版圖多元化。