美国和德国政府已承诺拨款 770 万美元资助一项开创性的试点项目，该项目利用3D混凝土打印技术在海底建造一座海底抽水蓄能设施。这个独特的项目结合了加州 Sperra 公司的尖端技术以及弗劳恩霍夫能源经济与能源系统技术研究所 (Fraunhofer IEE) 和 Pleuger Industries 的专业知识。该试点项目计划在南加州沿海部署，旨在带来一种利用海洋深度进行储能的新方法。
水下储能概念
自 2012 年以来，弗劳恩霍夫 IEE 一直在开发其海底储能系统，名为 StEnSea（海中储能）。该概念将传统抽水蓄能电站的原理应用于海底，利用深水的巨大压力实现高效储能。StEnSea 系统的核心是一个巨大的 400 吨重的空心混凝土球，采用先进的 3D 打印混凝土制造而成。该球锚定在水下 500 至 600 米处，可以通过抽水来储存和释放能量。
图片来源：Fraunhofer IEE
为了储存能量，由 Pleuger 设计的电动泵涡轮机将水从球体中排出，从而有效地给球体充电。当需要能量时，水会流回球体，将水泵变成涡轮机，从而产生电力。据 Pleuger 介绍，“这种创新方法反映了传统抽水蓄能水电的功能，但使其适用于海底环境，利用海洋压力高效地储存和释放能量。”这种海底装置还为与海上可再生能源（如风能和浮动太阳能装置）的整合提供了机会。
试点项目和未来计划
在德国康斯坦茨湖成功测试了一个较小的模型后，弗劳恩霍夫及其合作伙伴将在加利福尼亚州洛杉矶附近的长滩海岸建造一个更大的 500kW/400kWh 原型。该试点的 3D 打印混凝土球将由 Sperra 生产，Sperra 是一家专门从事可再生能源应用 3D 混凝土打印的公司。
图片来源：Fraunhofer IEE
“抽水蓄能电站特别适合储存数小时至数天的电力，”弗劳恩霍夫 IEE 高级项目经理 Bernhard Ernst 博士解释道。“然而，其在全球范围内的扩展潜力受到严重限制。通过将其功能原理转移到海底，我们面临的自然和生态限制更少，公众接受度可能会大大提高。”
由于全球能源转型，能源存储需求预计将上升，这使得像 StEnSea 这样的项目至关重要。“通过 StEnSea 球形存储，我们开发了一种经济高效的技术，特别适合短期至中期存储，”Ernst 补充道。“通过在美国海岸进行试运行，我们朝着扩大和商业化这一存储概念迈出了一大步。”
国际资金支持
该项目得到了美国和德国政府的大力支持。美国能源部水力发电技术办公室 (WPTO) 向 Sperra 提供了 400 万美元的资助，以推进其 3D 混凝土打印技术，用于海底抽水蓄能应用。这笔资金反过来帮助 Sperra 获得了德国经济事务和气候行动部提供的额外 370 万美元资助，以支持 Fraunhofer IEE 和 Pleuger Industries 在该项目中的作用。
Sperra 首席执行官兼创始人 Jason Cotrell 表示：“该项目是充分发挥能源存储潜力、实现电网脱碳的重要一步。
来源：reneweconomy.com.au
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