地下储能规避了传统电化学储能的一些局限，包括性能衰退、热失控以及供应链限制。不过，压缩空气储能（CAES）与地下重力储能（UGES）也各自面临技术经济性层面的挑战。
此次采访了两家地下储能供应商，以了解该行业在地上及地下的发展态势。Storelectric公司首席执行官塔拉特·阿扎德（Tallat Azad）介绍了压缩空气储能的相关知识，而Green Gravity公司创始人兼首席执行官马克·斯温纳顿（Mark Swinnerton）则解析了地下重力储能的一些技术细节。此外，还听取了伯明翰大学能源系统与储能专业副教授爱德华·巴伯（Edward Barbour）对行业整体格局所发表的见解。
压缩空气储能与地下重力储能如何运作
压缩空气储能（CAES）通过储存空气与热量来实现储能。巴伯解释道：“本质上来讲，就是在需要发电时，将这两者结合起来，产生炽热的压缩空气，用以驱动涡轮机。”
效率的损失不可避免。尽管Storelectric公司希望达到约62%的效率，但阿扎德指出，其两座压缩空气储能电站目前的效率仅为约42%。他解释道：“受电站自身的效率所限，电网另一端实际的可用能量将低于盐穴中的能量。”
地下重力储能则是另一种完全不同的概念，其依赖于重力势能。
“地下重力储能使重物上下移动，”巴伯表示，“当重物位于顶部时，重力势能便得以储存；而当重物下降时，势能便通过电机释放出来。”
斯温纳顿解释了为何矿井巷道适合部署地下重力储能：“其背后的物理原理是，能量等于质量乘以高度。因此，这一技术将得益于其所具备的巨大质量与可观高度。”
对比矿井与盐穴的经济性
“每种技术的支持者都会称，它们各自都可能在特定的地点发挥出最佳效果，”巴伯说道。
在压缩空气储能领域，正是地质条件使盐穴成为理想选址。巴伯表示，在盐层埋深达到约500米这一适宜区域，压缩空气储能便具备了经济性。
“在合适的地点，我们或许能将压缩空气储能的成本降至每千瓦时5英镑（约6.75美元）以下。”
阿扎德补充说，盐穴具有长久的服役寿命：“建成一处盐穴后，你可能需要进行若干次十年期维护检查，但其总体寿命可达数十年，甚至数百年。”
他还提到，硬岩矿井也曾被考虑用于压缩空气储能，但其存在泄漏风险。与此同时，盐岩具备一项独特优势，即天然的“自密封”特性。
斯温纳顿表示，废弃矿井是“具备充足落差的优质选址之一”，这使它们在地下重力储能领域具备更强的技术经济性。与盐穴相似，矿井巷道同样寿命长久，其基础设施可服役数十年乃至更久。
此外，其规模化潜力同样可观。“全球目前有近200万座已关闭的矿井……因此，改造矿井用于储能的首要理由，在于可重新利用其土地、资产与区位优势，”斯温纳顿说到。
压缩空气储能与地下重力储能的潜在储能容量
在地下重力储能领域，储能容量取决于质量与高度。斯温纳顿表示，数十万座废弃矿井可归为中等规模矿井巷道，可提供2万至5万千瓦时的潜在储能容量。
相比之下，规模更大、数量众多的矿井巷道蕴藏着更高的容量潜力：“一个（大型）竖井可储存15万到35万千瓦时的能量，其能量密度极高。鉴于许多保有此类竖井的矿山往往包含多条竖井，一个矿山通常就有十条之多，因此，将我们的技术部署于这类矿山，其储能潜力可达百万千瓦时量级。”
在压缩空气储能中，储能容量取决于盐穴大小。Storelectric公司近期在蒂赛德（Teesside）收购了一处约2.2平方公里的地块，由于其作为重要工业与化工中心的历史，该地块有着丰富的盐穴资源。阿扎德表示，这些盐穴平均容积约6万立方米，相当于约25万千瓦时的能量，“这一个盐穴，就可满足大约7万至8万户家庭一小时的用电量”。
不过，他补充了一个关键前提：“即盐穴本身的能量密度。当你实际通过涡轮机释放该能量时，还必须考虑效率损失。电网另一端实际可用的能量将低于这一数值。”
地下储能创新
地下长时储能技术仍处于起步阶段。Green Gravity公司于2023年投运了首座试点工厂，而Storelectric公司近期对蒂斯赛德地块的收购，则标志着其历时三年的尽职调查流程正式完成。
不过，随着支撑电网稳定所需的定制化储能方案需求与日俱增，该领域的创新仍在持续积聚动能。
巴伯认为，盐穴最具前景的机遇在于：“盐穴储氢是一种领先的技术方向，盐穴储生物甲烷也同样令人振奋。”