|
本帖最后由 晨枫 于 2022-9-14 14:19 编辑 0 v1 W* a9 h, n
$ T/ r* K# {7 i7 A5 F1 f7 {
新能源大多有波动性问题,尤其是光伏和风电。光热有可能将炽热熔盐存储与洞穴之中,作为低谷能源,但腐蚀问题很大。储能是新能源的成功关键。# X+ q8 p/ Z5 \8 _( J
7 h: K! i x/ y& @( ]; P
主要储能方式有抽水储能、电池储能、重力储能,飞轮、超级电容等,间接路线还有用过剩电力制氢、甲烷、氨等,然后用于发电,或者直接电加热水、油、熔盐等储热,在低谷时用于发电。9 A" l8 l v$ w! E: p. ^& t
: F& J5 i; K+ l5 z9 c
间接路线永远有转换损失问题,飞轮、超级电容的容量很难做大,电池有交直流转换损失,大型电池组也有各种效率和安全问题,眼下抽水储能是主流,但抽水储能的局限实际上很大。
8 |: c; }, a5 \6 B q1 T* t3 ~
抽水储能的原理很简单,在高低两处分别造一个水库,有过剩电力的时候,把低位水库的水抽到高位水库;在需要低谷发电的时候,高位水库开闸放水,带动水轮机发电。在理论上,除了挥发和渗漏损耗,这都不需要补水,在高低水库之间来回搬水可以无限循环。( C F7 u9 y" K0 `+ V8 _; H) }
; v. J% F, O1 }+ H6 `4 a/ E
实际上当然没有那么简单。
5 v7 f/ f- \; s/ ^3 X! n* ^& @/ F( ]) S! f
高低水库最常见的是山顶和平原水库。平原上好说,山顶水库就问题大了。山顶当然只是说法,未必需要在山顶,山腰也未必不可以。问题是,山体在自然形成中,未必适合山上突然增加了水库的沉重重量。1 I% @7 M+ G6 z1 M
3 b1 Q7 J# \0 _
河流截流形成的水库常有“水库地震”的问题,这是库内水体重量造成库底地层结构某种错动造成的。山体的地质稳定性经常不及谷底,库中的水渗漏后,进一步破坏山体的稳定性。山头可能到处都有,但适合建造山顶水库的山头可能并没有那么多。这还没有考虑到地震风险。
& J g) P4 u9 G; ]9 n! O" a' E: o5 Q* G' W# C2 ?: W
另一个办法是在平原水库和地下洞穴之间来回搬水。地质稳定性问题可能较小,但渗漏问题可能较难解决。5 H4 ^& c9 u9 C( _
7 q- Z$ t5 u- ?5 G7 W2 B但换一个思路,露天或者地下矿坑、地下矿井坑道可能成为有用的地下洞穴水库。采矿时,必须考虑进水问题。天然就不进水很好,但分本地本来无地下水和有地下水但不渗漏的情况,前者需要在壁面上做防渗漏处理。人工的矿坑和坑道走向清楚,不大会有暗道、暗流问题。开放的矿坑就简单得多,这就是一个现成的人工湖,但可能需要做避免防渗漏处理。问题是这是可遇而不可求的,不是哪里都有现成的矿坑、坑道的。: P9 E$ }+ m. q" i9 T( z$ K( W$ @
& B! f, j- g: W6 w" Z( f* U: u![]()
4 u, A" }/ T! p, ~抽水储能有开环和闭环两种,前者是在水电站旁的山头上再造一个储能水库,后者则是在山上山下来回搬水
7 O- m( s y- U, C' {1 o
0 L; ?/ n' _3 u% s' E, Q" B- O' A6 U : _( f1 x8 s4 [2 S% |
适合山顶水库的山头实际上并没有那么多* P% `& d" i8 ~% h# ?: W
( ~3 E( C( n7 Q; I- E% Q- x+ w # D$ O: f2 l1 f7 r1 {* e$ c2 l2 o& X
这样的矿坑可以作为低位水库,高差不够可以用加大高位水库面积补偿,就是泛滥面积要较大了
+ D) Y' \- m6 u' I- t% s0 \+ i* w9 g$ P* Z8 p) Z
![]()
5 z* D. K9 J+ q2 P$ H9 j地下溶洞是现成的低位水库,但要注意解决渗漏和暗流问题6 G6 W. U; u% P! R
" _% }7 D" k9 p4 }" C6 V7 X7 T利用现有水电站、从下游往上有抽水,可能不行。水电站的选址总是在最适合造坝的地方,河道下降、地质稳定性、筑坝宽度都都是考虑因素。下游另外造水库在很多情况下不现实。要么需要很大的泛滥面积,影响生态,要么需要在下游很远的地方造坝,同样有泛滥面积的问题,只是宽度变成长度了。常规水库对生态和民生的影响已经很大了,加造下游水库不现实。
: m1 A! V) D- s; ]# x/ A7 e+ F" M( p9 l: z, x* l' v
直接从下游往水库抽水更不现实。这要极大影响径流量。旺水的时候还只是水量忽大忽小,枯水的时候,下游可能直接断流了。
$ y V1 P5 ]! L9 \/ m3 w5 a- }$ N0 z4 u7 Z$ a# N
抽水储能会极大地发展,但是否能独力或者作为主力满足国家级电网的储能需要,是有待商榷的。* S3 N: O/ b; R! \0 e
7 M7 p- G2 g j" w1 [
重力储能实际上和抽水储能很相似,只是把水换成重物。好处是不再有渗漏问题,地质稳定性问题也更加局部,相对好解决,但对机械寿命和可靠性的要求大大提高。
0 y8 s( s+ g5 ~; N5 I* v8 U7 f5 l$ n2 E" b
另一个新颖的重力储能是在海里,用重物在深海的上下运动储能、放能,这不占地,有点意思。
" {6 m$ u5 T6 ?' i& v. I2 L/ ?) [1 Z* C
储能有很多办法,但似乎还是没有一个“一了百了”的通用办法。
6 \8 {# f/ t+ s! x# T% V" |1 e# n+ h, q ~ z# J0 O
|
评分
-
查看全部评分
|