|
本帖最后由 晨枫 于 2022-9-14 14:19 编辑
& k' L2 l- n$ \/ i- m: W+ r( q* X4 C C$ i
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。
, g, x% ?9 L2 u1 {9 ~
' M( L2 S$ z* l9 y% r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。* k* [8 A* ]& S% y* f$ N2 ?
/ O2 e. E% B d( m3 ~' m0 g, F6 Q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。
2 P- i+ t7 X# p: q. K- y# k! `0 w+ R9 C2 }, u4 ~, \8 v! n+ ~
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。
D* {* n4 t+ V! w9 d; k Y1 x
$ `. Q/ P( b( I' E) f) `实际上当然没有那么简单。
3 m9 u9 i9 q% ~6 a0 Y2 R. m; {! G
& X1 q0 T3 o: ^! W3 @* S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。( D. O. M3 S: v* D7 r
* M! `5 l$ C; O" O7 d
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。
( z. \. M. E* l6 v) T7 y4 L& R
) b/ h. i0 [$ K: \1 k5 v$ R2 g0 u; `. s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。+ ~7 [: m& \) B* r- U v
+ F7 N& a6 V* U% k) D% q9 j
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。
. ~4 P# w3 D y3 ^9 I' H3 E
$ j' ]2 V& K/ T% r9 M3 s, u + c6 u7 B/ a# G' O: G" g$ y A, x
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8 d7 B4 f: n5 Y
# B# ~- ]" t6 b) Y! i0 I4 B/ I4 h
n% Y! ?8 c0 b4 c( t4 M' M
适合山顶水库的山头实际上并没有那么多8 _& v6 L1 ~* C& [+ z+ v
0 ^5 W( E3 V; m. B( r ~" {( l![]()
+ C; v* ], V! f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
* ^4 r4 K0 t' Z2 n G6 m" ?+ l/ R' \8 j8 _1 ]! |
; k0 `/ H' j9 b# e# s
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) u! @; Q, N( ]
; i: c1 w: ?) P3 [$ @ a
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。
0 n" x* _) U; k N2 ?" K
( D1 ?$ K2 T! |; `( b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。
* _1 j, D1 k# n" r/ R& W0 W* `" h; ~& i& `* r% } e
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。$ _1 B1 u' }" |* S3 f* X
! K5 m8 p, B! m6 J5 l( e) d
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。7 G0 d$ n( |2 r
" E9 D: |0 d1 A2 J/ Y/ A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。. t8 N6 {( l; f0 k, m; x% f, Q
( k) |2 W2 c# w- z& d8 R
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。
1 n+ W' L* L- D B7 P2 P" c7 |3 v, t
|
评分
-
查看全部评分
|