改造油井以解决太阳能储存问题

HYPERLIGHT ENERGY

太阳能使用的主要障碍之一是储存。太阳能电池是一种短期解决方案，但在长期储存或为整个城市供电时就不行了。不过，一个可能的答案可能在于油井。总部位于加利福尼亚州的Hyperlight Energy公司将试行一项装置，他们计划将现有油井用作太阳能“温泉”，在需要时将储存的能量转换回清洁电力。

太阳能和油井听起来可能是一种奇怪的组合，但原理与地热能的利用类似。圣地亚哥加利福尼亚大学的可再生能源系统研究人员Daniel Codd说，这个想法是将太阳能产生的热量储存在地表以下的岩层中，形成一个太阳能充电的地热资源，其中热量储存有意义的持续时间。

Codd补充道：“热能储存是一种已知的以热能形式储存太阳能的低成本、低风险方法。这些热量可以储存在蓄热器中，并在需要时进行分配，既可以用于热能需求，也可以用于驱动发电循环。”

Hyperlight声称，其名为Tectonic Sun的存储系统可以提供无排放电力，一年365天，每周7天，每天24小时，容量系数为80%。这是基于Hyperlight的合作伙伴国家可再生能源实验室（NREL）的分析，该分析表明，将地热储能与太阳能相结合的混合可再生能源系统可以“在每天、每周和季节性的不同时间尺度上提供低成本的可调度电力”。

为了利用太阳的热量，该公司将使用其名为Hylux的集中太阳能（CSP）解决方案，该解决方案由廉价、轻质的模块化塑料部件组成，而不是传统的钢铁和混凝土。

Hyperlight的联合创始人兼工程负责人Nicholas Kramer说：“我们使用挤压塑料D型管，D型管的平面上有镜子，镜子正好放在地面上。它们通过滚动追踪太阳，并将其集中到线性接收器上，进而我们通过接收器运行热采原油，它变得非常非常热。”他补充说，“与其他CSP技术相比，该系统的资本成本更低，能源的平准化成本更低。”

Tectonic Sun将Hylux CSP系统与地下蓄热相结合。Kramer说：“所以，在夏天，当你的发电量超过了冬天的需要时，你把多余的能量以蒸汽的形式放在井下。利用一年中每天使用的太阳能，你可以将其以热油或熔盐的形式或任何现有的CSP蓄热技术的形式进行高温短期储存。”他补充说，在冬季，他们可以利用能源，根据需求曲线产生零碳电力。

HYPERLIGHT ENERGY

该公司正在加州贝克斯菲尔德与Hathaway石油公司合作，在其阿尔法工厂建设一座示范工厂，首次测试这一概念。

除了储存太阳能和按需生产清洁电力外，构造太阳系统还使油井脱碳。Kramer说：“我们可以用CSP系统取代天然气锅炉，降低从地下泵出的石油的碳强度。我们不会在一夜之间转向一个没有化石的世界。但我们仍然可以尽量降低石油的碳[成本]。”

Daniel Codd指出，太阳能是一种低功率密度资源，这意味着需要相对较大的面积来收集和转换。因此，无论采用何种转换技术，在大规模情况下，太阳能基础设施的单位面积成本必须较低。Codd说：“在为一项大型计划获得商业资金之前，必须先降低风险，并在适当的规模上进行验证。这意味着商业成功还有很长的路要走。”他补充说，政府资助和行业合作可以支持太阳能技术开发商沿着这条道路前进。

对于Hyperlight来说，加利福尼亚公用事业委员会能源转换计划从2021年已开始，在五年期间需要11.5兆瓦的清洁能源。Kramer说，尽管这是同类项目中的第一个，但该技术的所有单个组件都经过了几十年的广泛测试。“我们只是将它们结合起来，所以我们认为技术风险非常低，”他补充说。如果有监管机构的支持，地热储能可能是将可再生能源在电网中的渗透率提高到100%的可行解决方案。

Kramer说，目前加利福尼亚州约有6立方英里的地下油藏用于提高石油采收率，这可能是Hyperlight技术的良好应用场所。“如果我们在这些储油层中使用这种技术，将其加热到提高石油回收率目前正在加热的水平，它们的存储容量将达到10亿Tesla Powerwalls。”