地化学储能技术：开启可再生能源长期存储新篇章

电子发烧友网报道（文/黄山明）2025年，一项名为“地化学储能”（Geochemical Energy Storage，简称GES）的创新技术在美国得克萨斯州崭露头角。这项由Quidnet公司开发的技术，通过将水注入地下不透水岩层并在高压下存储，成功实现了长达六个月的无损耗储能，为可再生能源的长期存储提供了全新解决方案。

地化学储能技术是对传统抽水蓄能技术的颠覆性创新。传统抽水蓄能通过将水泵送到高处的蓄水池储存能量，需能时让水流下驱动涡轮发电。而GES技术则将这一过程“搬到地下”。具体而言，GES系统通过高压将水注入地下的不透水岩层，形成一个闭合的高压储水系统。当需要释放能量时，系统释放压力，水流向上驱动涡轮发电。

与传统抽水蓄能相比，GES技术具有几个显著优势。首先，它是一个闭合系统，水在系统中循环使用，仅有少量因蒸发而损失，极大地减少了水资源消耗。其次，由于地下高压环境提高了能量密度，GES所需的储水量远低于传统抽水蓄能设施。此外，GES技术对地理条件的依赖较小，能够在更多地区推广应用。

Quidnet公司表示，GES系统利用了与石油和天然气开采相似的供应链和劳动力资源，但选择了不同的岩层进行储能操作。这种技术上的灵活性使得GES能够快速适应现有工业基础设施，降低开发和部署成本。

从研发历程来看，2019年，Quidnet获得美国能源部的资助，开始推动GES技术的商业化开发。2024年，来自Hunt Energy Network的1000万美元投资进一步加速了技术验证。2025年2月，Quidnet宣布其GES系统在兆瓦时规模上成功测试，四个月后，公司进一步确认该技术能够在六个月内实现无损耗储能。这一成果标志着GES技术从实验室走向实际应用的重大飞跃。

尽管GES的往返效率（能量存储与释放的效率）目前约为50%，最高可达65%，低于锂离子电池的90%以上，但其独特的长时储能能力弥补了这一短板。锂离子电池适用于短时、日内的能量调度，而GES则专为跨季节的长期储能设计，能够应对极端天气或季节性电力需求波动。例如，在夏季太阳能发电高峰期，GES可以将多余的电能储存至冬季使用，从而提升电网的韧性。

目前，全球长时储能市场主要依赖抽水蓄能技术。据CleanTechnica数据，抽水蓄能占美国长时储能的95%。然而，抽水蓄能需要特定的地形（如山地和水源），建设成本高昂，且水资源消耗较大。相比之下，GES技术的闭合系统设计显著降低了水耗，同时对地形要求较低，使其在平原或水资源匮乏地区具有更大应用潜力。

与锂离子电池和新兴的铁空气电池相比，GES的往返效率较低，但其在长期储能场景中的经济性更具优势。锂离子电池的储能周期通常为数小时至一天，而GES能够实现数月甚至更长时间的能量储存。这对于应对气候变化导致的极端天气事件（如暴风雪或热浪）至关重要。此外，GES系统利用现有的地质结构，避免了大规模电池生产对稀有金属的依赖，有助于降低环境影响。

然而，GES技术也面临挑战。例如，地下储水系统的长期稳定性需要进一步验证，尤其是高压水流对岩层可能产生的地质影响。此外，系统的建设和维护成本仍需优化，以确保其在商业化过程中能够与传统技术竞争。

Quidnet计划在2026年与得克萨斯州的一家公用事业公司合作，启动首个商业化GES项目。这一项目的成功与否，可能成为GES技术大规模推广的风向标。如果得以广泛应用，GES不仅能在美国推动储能市场发展，还可能为其他地质条件适宜的地区（如中国、澳大利亚）提供借鉴。

小结

地化学储能技术的出现，为可再生能源的长期存储提供了一条创新路径。尽管仍需克服技术和成本上的挑战，但其低水耗、强适应性和长时储能能力使其成为未来能源系统的关键拼图。随着Quidnet等企业的持续努力，以及全球对储能需求的不断增长，GES技术有望在2025年及未来几年改变储能行业的格局，为构建更可靠、更绿色的电力系统贡献力量。