|
本帖最后由 晨枫 于 2022-9-14 14:19 编辑 $ T/ A- j; S8 g6 J, N9 R
2 h5 p! z. {0 n: [; k( v# g1 S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。
5 F7 ~, R1 i* G8 @ z; S: Q
5 q4 t( B- B2 S2 n6 S m* K- a, H, U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。1 E3 P+ Z4 [! V
( ]5 b% _- t" f& K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。
: W+ ~! e8 x$ l( j1 p, N- ^0 B0 W- p" b$ o- _7 r; e' }' k6 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。
- G% ?1 T1 i" p8 t5 ^' M3 W/ D
* q% C7 L" z. K$ g# T. u! B3 \9 t- c实际上当然没有那么简单。* }8 v X* C P7 D
, G, t8 ~' x) r: w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。
, _0 x/ O, \& z e! q2 i. S- d1 Q2 t/ C5 m* i8 Q
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。
0 i' c! Q% Z- h3 A7 [
4 ?: `8 w2 {1 P% S. j* A, D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。" y6 L F0 f' a8 O: Q: y5 S" A0 v
" b A+ f: q& c. w3 s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。) H, Q' k3 Z$ R8 z( g' y& B/ R
2 s! `, R3 P) g' d) x) Z0 w1 w![]()
( m& n4 d/ F# Z% ? O6 ~/ v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
" i0 p: L7 h' I2 q Q& v" V
9 X3 f# Q/ w* e% g; v ' y e9 @# b0 j5 w. _! s
适合山顶水库的山头实际上并没有那么多
3 ~* o; Q( c+ X- ]+ s! @
, y8 x0 Z. y: Z# s/ S1 [ {![]()
, I0 M& w6 W' _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9 s1 N4 W8 h& R z5 U% V
) Z3 c! C" `, m2 l3 R$ Q
, `) n3 x/ M* e5 ^3 N1 h
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
0 Q& E! l( G! u0 w" ]6 J* e6 |6 R, _* \! Q* x9 b6 ]& E1 N0 M
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。$ r: y3 H7 f' u# R# u
$ K: N, q* f& ] d8 h3 {6 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。
& k* {; q3 R# L0 v$ L' p
5 }/ f2 o% a6 X% n, I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。
# E) |- n5 y1 Q3 Y6 `$ c, P8 N. X) Y. ?" B6 G4 b& _% V7 t
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。# ?2 R: D* K; e
$ r# z* {; B1 ?0 G, J0 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。: G% G! H" N7 l4 z. t7 X
d5 S( C1 j& K. q5 ^3 P6 [. z) G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。$ r8 P8 z* @/ f2 K( M. y
' G+ B, j6 U% a |
评分
-
查看全部评分
|