|
本帖最后由 晨枫 于 2021-3-20 22:35 编辑 + ~( k+ j; C c
2 F' a7 n( z+ _5 ]. G) D! [1 K* Z6 R! s
6 v- e; [( _1 m/ Y! \
- I6 L: G/ G/ W( q( B; V' D. ?: p
) g8 S6 G2 l: c7 F4 S' P! ^ y& T, j$ h. d
非化石的各种发电无污染,但都受自然现象影响很大,如日夜、风力、枯水季等
+ f0 Z, D/ L( R4 H- P3 q1 u/ u# \% o* P/ P0 A
光电有日夜问题,风电有天气问题,水电有枯水季问题,波浪受海情的影响很大,潮汐的落差太小,新能源发展如火如荼,但问题还是不小,最大的问题是间隙性。全国互联的大功率智能电网能解决一部分问题,但不能本质解决,而中国峰值用电问题在增加。7 n* O" U1 I& q6 l
1 I1 Z9 b$ G' c* C1 Q/ I( T$ Y据说美国的用电是30%工业、70%民用(居民和商用),中国正好倒过来,30%民用、70%工业。这当然反应了中国是世界制造业绝对第一大国的现实,但这个比例会逐渐美国化,如果不至于达到正好颠倒的地步。南方供暖、北方空调都是用电才能解决的问题,其他方案都有各式各样的效率问题。包括照明、空调的商业用电的通宵化也会增加。另一个潜在用电大户是城市农业。
9 ?( K2 {0 R0 g' l/ q0 f" [9 C$ z
5 Z" l8 L' c9 K/ k* u5 a
/ O0 j- w" Q2 G( Q, d
* d: @9 Y+ v% S- m" l; \9 ~" T' O5 r- F
城市菜园可解决占用耕地和新鲜果蔬问题,但需要电力
9 B$ R Y; x" w6 s5 D4 f/ h7 X* ~
屋顶菜园、地下菜园、室内垂直菜园等各式新式菜园可能成为未来城市食品的重要来源。屋顶菜园还好,用电主要是灌溉,地下菜园就要加上人工照明了,室内垂直菜园还需要加上温控和栽培架的定期转动和换位。这些都需要用电,而且不能有间隙性,或者是反周期的。" V6 k+ l# I9 t) O* L$ a% t
* T" D! _8 ?) f! `$ e x& M
用化石燃料作为峰值电力来源是最近便的解决方法,但碳排是无法回避的问题。核电不仅有乏燃料的处理问题,还不宜迅速增减负荷,不适合用作调峰电力。抽水储能需要在山顶建水库,安全隐患难以回避,尤其是在最需要调峰电站的人眼密集地区。铅酸蓄电池效率低,固体污染大,作为大规模的调峰电站不可行。锂电池的大功率集中使用的安全性是个大问题,也有固体污染处理问题。还是需要专业、高效、安全、容易遍地铺开的新技术调峰电力技术。
+ E: o- S" A) U. K$ k7 K' n6 e
! L( g% u3 z0 J B5 B* u9 ~: B用过剩电力制氢,把氢(气态或者液态)存储起来作为储能,在需要的时候用氢燃料电池或者直接燃烧发电,这是另一个思路。不过电力制氢的成本还是很高,效率也偏低,储氢又是一个不好解决的问题,就地使用还好说,长途运输的安全是个大问题。制氢也需要水源,这是另一个制约。用海水制氢倒是不怕缺水,但电解后产生的盐酸和烧碱不好处理,工业用量没有那么大,直接排放绝对不可行,日积月累更是危害大大。; V/ o1 c V, O# i4 x
" u- F' A; q2 `7 o3 b
+ \! k" X# {' O; t2 g% O$ P$ o大型矿坑本来就好比深挖地下的人工湖,用于抽水储能的下储水池正好# n% V3 T; }2 H& ]* X0 A3 ^1 I( w
/ ^) I; j4 \; J" b) R0 {* i
( y- |, Z, ]# o9 a. C- Z1 J a废弃的地下坑道适当加固、防漏后,也可以作为地下储水池
! Y) @' G3 X- |- v2 [5 D3 u6 _5 U7 H/ V Q% [3 d& k7 A" a
抽水储能在技术上简单、成熟,但地理和安全是个问题。然而,如果有条件,而且地理条件容许,地下坑道、采石坑、露天煤矿矿坑等可以利用起来,天然岩洞、溶洞也可以考虑。可能需要精细的地质考察,也需要对洞比进行适当的加固和密封。但一旦建成,这样的地下抽水储能可以用现成可靠的技术,在新能源发电高峰时把水抽上来,灌到地面的上储水池。在需要调峰或者低谷补电的时候,把水放回地下,在此过程中发电。
' Q. I# ^ h3 v+ [9 E
& k8 d8 J* s& ~, \" e9 M5 _( \# o% C% b# o8 n+ x2 q
光热电站可以把过剩的高温熔盐在地下储存起来,夜间再抽上来用于发电
0 \! M: M# b% h! A: A+ S& d2 Z" C2 L5 r: d, B6 {
光热发电可以用熔盐。这也可以在发电高峰把高温熔盐灌到地下岩洞保温,需要调峰和低谷补电的时候抽上来发电。这不仅需要有合适的地下岩洞,还需要对洞壁保温、防漏,要求比地下抽水储能更高,但直接与光热电战整合到一起,日夜发电。* W3 L7 ~& ~2 X) X, E
& g9 q( T+ v' J( R! c此外,就需要一点歪门邪道了。& t; Q* A9 F1 f- M9 B) K, R5 G
3 m7 U( [* U9 ^. T; Z4 j; |
7 f' x. l( Y. a# H/ T' S借用缆车的思路,可以用缆车装载重物,在储能的时候搬到山上,在发电的时候装进缆车用重力拉动发电& L/ ]+ v5 C( Q( a$ b9 }4 P2 j
) R a# N4 y2 P( L; b
山顶观光缆车是一个思路,只是反过来。在储能的时候,把重物通过缆车拉到山顶的堆放场;在发电的时候,重物依次放进缆车,靠重力下拽,驱动发电机发电。这只要在一般的山区都有条件实现。在光电发达的西部,也正好有很多高山。荒凉的高山上建这样的缆车电站对生态和景观的影响很小,但可以就地解决储能问题。
/ e' x7 L3 {, b8 p" y! [. ^$ U+ p' I4 o+ H7 ]3 O7 j
即使在相对平坦的东南沿海,也有足够的丘陵可以建造这样的缆车电站。用拦阻沟、拦阻坝等,安全问题比高山水库要容易解决得多。
( ^7 I9 e9 y1 X4 x
( g: i! x/ f4 @同样的缆车电站可以在深水实现,既可以用重物,但需要克服浮力对效率的降低;也可以用浮体。比如说,在储能期向空心球内充轻质油,用电力拉到水底;在发电期上浮,拉动发电。或者更加高效一点,在储能期有重力自然下沉,在水下充填轻质油,节约电力。上浮发电是一样的。这可用于近海或者深水湖。还可以利用深水与浅水的水温差别进一步增加浮力效应。
, b0 G. j& q/ x/ u! W4 n' t/ ^* G7 Q$ E9 O
一旦储能问题解决,新能源就如虎添翼了。配合以核电,中国的能源瓶颈就成为历史了。
2 ], I0 q( B0 w+ T. W9 y& e$ ^ |
评分
-
查看全部评分
|