得益于现代电网，您可以随时用电。但电网只有在发电量与用电量相等时才能运行。即便如此，要时时刻刻保持平衡几乎是不可能的。因此，运营方通过增加储电方式来提高电网的灵活性，以便在发电量下降或用电量上升时使用多余的电力。
全球约96%的储能容量来自同一种技术：抽水蓄能。每当发电量超过需求时，多余的电力就被用来将水抽升至水坝之上。当需求超过发电量时，水便被放下——借助重力——其势能推动涡轮机发电。
但抽水蓄能需要特定的地理条件，即需要获取水源，并具备位于不同海拔高度的水库。正因如此，全球约四分之三的抽水蓄能设施仅建在10个国家。问题在于，如果我们要继续增加间歇性的太阳能和风能发电，以减少对化石燃料的依赖，世界就需要大幅增加储能容量。
一家名为Energy Vault的初创企业认为，它拥有一种可行的抽水蓄能替代方案：它不用水和水坝，而是使用混凝土块和起重机。该公司一直处于隐秘运营状态，直至今天（8月18日）才会在Kent Presents（康涅狄格州的一场创意节）上公布其存在。
一个炎热的七月早晨，我前往瑞士比亚斯卡（Biasca）——位于意大利米兰以北约两小时车程处——Energy Vault在那里建造了一座示范工厂，其规模约为全尺寸运营设施的十分之一。从构思到功能性装置，整个过程耗时约九个月，花费不到200万美元。如果这种低技术、低成本的创新能够帮助解决庞大储能难题中哪怕只是一小部分，或许世界所需的能源转型就不会那么艰难了。
混凝土方案
Energy Vault技术背后的原理很简单。当你逆着重力举起某物时，你就会将能量储存于其中。之后让它下落时，便可释放这部分能量。由于混凝土的密度远高于水，举起一块混凝土所需的能量——因此也能储存的能量——远多于同等体积的水箱。
长期活跃于美国的创业者比尔·格罗斯（Bill Gross）与瑞士连续发明家安德烈亚·佩德雷蒂（Andrea Pedretti）开发了运用这一原理的Energy Vault系统。其工作方式如下：中央矗立着一台高120米（近400英尺）、拥有六条臂的起重机。在放电状态下，每个重达35公吨的混凝土圆柱体整齐地堆叠在起重机周围，位于起重机臂下方很远的位置。当出现多余的太阳能或风能时，计算机算法会指挥一条或多条起重机臂，借助安装在起重机臂小车上的摄像头定位混凝土块。
起重机臂一旦定位并钩住混凝土块，电机便会启动，由电网中的多余电力驱动，将混凝土块从地面吊起。风力可能使混凝土块像钟摆一样摆动，但起重机的小车经过编程，能够抵消这种摆动。因此，它能够平稳地吊起混凝土块，然后将其放置在另一堆混凝土块之上——离地面更高的位置。
当起重机在其周围堆出一座混凝土块塔时，系统即为“充满电”状态。该塔可储存的总能量为20兆瓦时（MWh），足以为2000个瑞士家庭供电一整天。
当电网供电紧张时，电机重新启动——只不过此时电机不再耗电，而是由重力势能反向驱动，从而发电。
优势所在
Energy Vault工厂的创新之处并不在于硬件。起重机和电机已存在数十年，ABB和西门子等公司早已将其优化至最高效率。该系统的往返效率（即每单位用于吊起混凝土块的能量所能回收的能量）约为85%，与可达90%的锂离子电池相当。
佩德雷蒂作为首席技术官的主要工作，是研究如何设计软件，以自动完成与情境相关的操作，例如挂钩和脱钩混凝土块，以及在吊起和放下这些混凝土块的过程中抵消类似钟摆的摆动。
Energy Vault之所以能够控制成本，是因为其使用的是现成的商用硬件。令人意外的是，混凝土块可能恰恰是储能塔中最昂贵的部分。混凝土比锂离子电池便宜得多，但Energy Vault需要大量混凝土来建造数百个重达35公吨的混凝土块。
因此，佩德雷蒂找到了另一种解决方案。他开发了一台机器，能够将城市通常需要付费清理的物质（如碎石或建筑废料）与水泥混合，制成低成本的混凝土块。成本节约源于：与用于建筑施工的混凝土相比，该方案所需水泥用量仅为其六分之一。
储能挑战
我在比亚斯卡看到的示范工厂远小于计划中的商用版本。它配有一台高20米、单臂起重机，可吊起每块重500千克的混凝土块。不过，它几乎能完成其全尺寸“表亲”所能完成的所有工作，而该公司目前正积极寻求出售全尺寸版本。
罗伯特·皮科尼（Robert Piconi）今年夏天走访了非洲和亚洲的多个国家。Energy Vault的首席执行官热切希望在这些地区为其工厂寻找客户。该初创企业在美国也设有销售团队，目前已获得订单，将于2019年初建造其首批商用装置。该公司不会透露这些订单的细节，但其储能解决方案的独特特性意味着，我们可以较为有把握地推测这些项目的大致面貌。
储能专家通常将储能方式大致分为三类，区分依据是所需的储能规模以及储存该能量的成本。
第一类是昂贵的技术，例如锂离子电池，可用于储存数小时的能量，规模在数十或数百兆瓦时（MWh）之间。例如，这些电池可在白天利用太阳能板充电，然后在没有阳光时放电。但用于电网的锂离子电池目前的成本目前成本为每千瓦时280至350美元。
较便宜的技术，例如液流电池（利用高能液态化学物质储存能量），可用于储存数周的能量，规模在数百或数千兆瓦时之间。这第二类储能方式可用于例如风力供应连续一两周减弱的情况。
第三类尚不存在。理论上，尚未发明的超低成本技术可以储存数月的能量，规模在数十或数百万兆瓦时之间，用于应对跨季节的用电需求。例如，孟买的用电高峰出现在夏季，此时空调全速运转；而伦敦的用电高峰则出现在冬季，原因是家庭供暖。理想情况下，可以在一个季节中捕获的能量储存数月，待用电量较低的季节过去后，再在用电高峰的季节释放使用。
大卫对歌利亚
皮科尼估计，当Energy Vault建造到第10座左右、每座容量为35兆瓦时的工厂时，其成本可降至约每千瓦时150美元。这意味着它无法满足第三类储能用途的需求；要做到这一点，成本需接近每千瓦时10美元。理论上，以当前的产能和价格水平，它可以参与第二类储能市场——前提是能找到一位希望Energy Vault为单一电网建造数十座工厂的客户。实际上，Energy Vault最好的选择是在第一类市场中竞争。
尽管如此，一些专家告诉Quartz，目前占主导地位的电池技术——锂离子电池的成本可能会降至约每千瓦时100美元，届时即便在储存数天或数周的能量方面，它也将比Energy Vault更便宜。而且，由于电池体积小巧，可以远距离运输。例如，世界各地智能手机中使用的大部分锂离子电池都产自东亚。Energy Vault的混凝土块必须在现场建造，每个35兆瓦时的系统需要一块直径约100米（300英尺）的圆形土地。而电池只需这一空间的一小部分，即可储存相同的能量。
电池确实存在一些局限。例如，锂离子电池的最长使用寿命约为20年。它们还会随时间推移而丧失储能能力。此外，目前尚无可靠的锂离子电池回收方法。
Energy Vault的工厂可运行30年，几乎无需维护，且容量几乎不会衰减。其混凝土块还使用了废弃材料。因此，皮科尼确信Energy Vault仍有一个可以占据的细分市场：那些拥有充足土地和建筑材料，同时又希望储能技术能够持续数十年而不致容量衰减的地方。
与此同时，无论Energy Vault是否成功，它确实有力地论证了这样一个观点：当其他人都在追求高科技、面向未来的电池创新时，思考如何将低技术解决方案应用于21世纪的问题，或许同样具有真正的价值。Energy Vault仅用九个月便建成了功能性测试工厂，花费却微乎其微。这在某种程度上表明，我们能源储存问题的部分答案或许仍隐藏在眼前，只是尚未被人发现。
