设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 11962|回复: 71
打印 上一主题 下一主题

[工程技术] 新能源发展的瓶颈:储能

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
 楼主| 发表于 2021-3-20 09:20:28 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2021-3-20 22:35 编辑
5 T* a! s. D# g; p! p/ S& F$ X: U* o! T+ \+ S! ~# }. E

4 h* ?) _% n4 ~8 D
3 f; R" K3 P- P$ r0 k  `2 f% O4 Y( f2 a1 \/ ^4 Z

& x' o6 g9 e6 o
  j! R& ~8 I* g2 y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
8 K% X. c- X8 ]; g3 R) I( ~( E( N+ V' f/ h# j+ z! r6 K
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。' p& ~: \! N' E/ @  g+ Y
7 i  x( Z2 Y5 j5 ]5 y& s! ~8 U
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。
6 c" m) m& y/ i$ d0 C" @
* N; a2 V, W$ p8 p
" K$ F3 G3 p/ O/ V" C' Q0 y" J. ?+ v4 p
' X; ^6 n, j5 y. n. m9 E
' U1 j) Q' g: ]+ J' n+ O城市菜园可解决占用耕地和新鲜果蔬问题,但需要电力7 \5 S  V$ g$ y: n, K

/ A) }' ]& l2 Q0 @3 T- ~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。
" t2 T0 f  K7 |' t9 o7 p# T/ x' }4 W' p3 e; T$ M9 [
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。
6 u' i) D9 n: x0 ~7 r) Y( K1 x3 _4 N5 c; p) q
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。
, T: x9 h( G1 {1 Q$ \
6 m# |5 ^$ B5 d, L5 _0 n# g
; ?! ]5 X! j: i3 P; n7 X2 t+ h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
3 i2 u. U' I% `7 r) f1 @- ?
8 W9 E0 N; c7 s- A6 Y5 B
5 ^) Q# Y8 |2 E- `废弃的地下坑道适当加固、防漏后,也可以作为地下储水池
$ g/ u1 ^  W3 d+ E7 T+ k7 B2 S4 o8 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。/ d5 y" }2 x; p) ^# O

& G7 w& v7 ]% e  S4 r; F$ b/ Z  \  V8 V% p! a
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8 `# e9 A2 D3 f2 [3 {/ c5 p
5 F0 F( `8 _: u5 E( x: p7 @1 c% k: O. [
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。  @0 ~* i' R# C2 P* K6 x

( p0 n2 h& k8 }6 w0 A; Q此外,就需要一点歪门邪道了。
( p/ M8 @* ~: T5 O
1 c, X) o7 z* ~* p9 {" h0 [* Y/ }/ |8 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
3 v8 K! ~. P" b1 U2 I# a/ J, y4 g
' e: j7 R5 d( ~2 z. ~- ~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。
' c# }! i: U3 B7 q6 H: n3 E$ l6 j+ ?6 A. C: O; e
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。5 Z& s. }8 Z+ |8 t! {' R
; Q( h" `4 I0 U' F
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。2 |# Y2 j% o* y9 z$ M8 ?9 [$ F

+ _- Y, K9 u7 }) T) H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。; r- q2 ^+ N! L* [

评分

参与人数 4爱元 +36 收起 理由
MacArthur + 4
喜欢就捧捧场 + 10
方恨少 + 10
常挨揍 + 12

查看全部评分

本帖被以下淘专辑推荐:

  • TA的每日心情
    无聊
    2020-1-2 12:07
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    沙发
    发表于 2021-3-20 09:48:56 | 只看该作者
    答案现成的, 电车。

    点评

    给力: 5.0
    给力: 5
      发表于 2021-3-20 22:34
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-9-3 12:29
  • 签到天数: 1148 天

    [LV.10]大乘

    板凳
    发表于 2021-3-20 10:10:43 | 只看该作者
    成本价格才是瓶颈。储能是技术问题,过去20年就有不少东西出来。氢能最近已如火如荼,大家拿也插腿了。另外,生物能也是一新能源,好不?

    点评

    给力: 5.0 涨姿势: 5.0
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2021-6-26 03:33
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    地板
     楼主| 发表于 2021-3-20 10:15:07 | 只看该作者
    嘉洲 发表于 2021-3-19 20:10, _6 J. `. b* J6 C  j* O
    成本价格才是瓶颈。储能是技术问题,过去20年就有不少东西出来。氢能最近已如火如荼,大家拿也插腿了。另外 ...

    8 J% q3 Z1 m6 w: {氢能在制氢、储氢、运输等关键问题解决之前,无法成为主流。. R! H* e8 ~9 B0 W. `
    4 i2 t6 e7 }8 F. [8 m5 e% C0 ~
    由于耕地和能量密度的关系,生物能也难以成为主流。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2021-3-20 10:16:35 | 只看该作者
    semtex 发表于 2021-3-19 19:48
    / J/ T( G% {( R' k2 y8 \: v8 ~答案现成的, 电车。
    . U3 p  S& U. v- d' ~; T# I; l4 W
    不行。电车正好是反循环的,充电是在发电低谷。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-9-3 12:29
  • 签到天数: 1148 天

    [LV.10]大乘

    6#
    发表于 2021-3-20 10:31:02 | 只看该作者
    本帖最后由 嘉洲 于 2021-3-20 10:50 编辑
    6 M; _" r' U2 [0 l9 I% c
    晨枫 发表于 2021-3-20 10:15
    6 N. E, |0 J' X# p3 h3 H6 U" D氢能在制氢、储氢、运输等关键问题解决之前,无法成为主流。
    % U" V- j3 t9 Z/ e* ^7 S1 M% O
    5 H" D% L7 o& D7 \由于耕地和能量密度的关系,生物能也难以成 ...
    $ x9 N$ G8 a  ^; b% o

    0 m4 t$ {- I) T5 H. P9 c5 g5 m* o下一代生物源,比如海藻。粗生物油二级提纯技术,欧美中都在干,目的之一就是解决能量密度的问题。从技术角度看,实现难度不大。但成本就…
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    无聊
    2020-1-2 12:07
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    7#
    发表于 2021-3-20 10:32:24 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2021-3-20 10:16
    9 \  z7 i8 ^+ h不行。电车正好是反循环的,充电是在发电低谷。
    # c: b! @) L) {0 u. Z' |  I( {
    不是, 其实车绝大多数情况都是静止不动的,都可以充电。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    8#
     楼主| 发表于 2021-3-20 11:03:26 | 只看该作者
    嘉洲 发表于 2021-3-19 20:31
    & i2 h' S* Y  q下一代生物源,比如海藻。粗生物油二级提纯技术,欧美中都在干,目的之一就是解决能量密度的问题。从技术 ...
    4 c6 F1 P1 l) f; Q
    成本当然也是大问题啊。海藻需要海域,有生物和抗生素污染的威胁。现在海水鱼场已经是大问题了。
    回复 支持 0 反对 1

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    9#
     楼主| 发表于 2021-3-20 11:04:57 | 只看该作者
    semtex 发表于 2021-3-19 20:32
    9 v& P1 K/ v8 B" z% Q' R不是, 其实车绝大多数情况都是静止不动的,都可以充电。

    1 K+ w- b9 i. T8 D: h& J; T' n; j: @5 K3 d- ~% Y  W
    这只是上下班人的车。而且所有工作和商务停车位都要能充电,任重道远啊。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-1-1 00:24
  • 签到天数: 1033 天

    [LV.10]大乘

    10#
    发表于 2021-3-20 11:45:49 | 只看该作者
    美国建了工业级的锂电池储能电站。不清楚成本价格,大概率是需要政策补贴
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    11#
     楼主| 发表于 2021-3-20 11:54:41 | 只看该作者
    drknight 发表于 2021-3-19 21:45) L( O9 P* f7 I* e/ u
    美国建了工业级的锂电池储能电站。不清楚成本价格,大概率是需要政策补贴 ...

    6 O: P8 e( k# X$ ?/ s% U2 {5 c* g7 Q! v/ S$ K8 {! |: I9 w# a* P8 }1 Q
    废电池的处理和安全是死穴。而且锂电池蓄电站难以做到很大。电网的要求可不必汽车甚至船舶。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    无聊
    2020-1-2 12:07
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    12#
    发表于 2021-3-20 11:56:47 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2021-3-20 11:04
    % P/ @! A% L  d7 L9 q# ~9 I8 c这只是上下班人的车。而且所有工作和商务停车位都要能充电,任重道远啊。 ...

    # m1 ]. t0 z# `# p& ?4 Y4 h" w6 M
    3 k6 f+ s4 M+ G; V可是得到的结果呢? 风光, 超高压, 电车。 这些世界上谁有呢? 也许美国还能跟得上。 日本肯定不行了(丰田), 德国也麻烦(奔驰)。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    慵懒
    3 天前
  • 签到天数: 2157 天

    [LV.Master]无

    13#
    发表于 2021-3-20 16:58:51 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2021-3-20 11:54" n; S1 ^0 X+ l3 K3 C
    废电池的处理和安全是死穴。而且锂电池蓄电站难以做到很大。电网的要求可不必汽车甚至船舶。 ...
    4 Z5 ]5 z" T; Q
    风光以后的废弃处理也是个糟心事
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    奋斗
    2019-7-13 03:21
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]筑基

    14#
    发表于 2021-3-20 20:34:02 | 只看该作者
    本帖最后由 石工 于 2021-3-20 20:36 编辑
    . _" E6 _" [( x2 ^6 u! v/ m8 B2 M; I# d! t
    牛牛家利用旧矿井用大秤砣来储能,还像模像样地搞了全寿命成本测算,比锂电池储能低一般多。6 E6 q/ X- }8 y/ c9 l

    & l9 U  f; R5 A: s, W中国北方采煤区其实用这个办法比较好,本身缺水,底层保水性也成问题,搞成全固态,只有一个活动部件,还真不赖。顺便还能解决钢铁产生过剩的问题。(高度怀疑500吨的秤砣本身就是发电机)
    7 p' k8 e4 p% d  z  Q. y6 N) m7 }9 ]' E9 W) v. E
    主要参数:% T4 K. C3 v$ U, D, K
    供能指标:10兆瓦
    " ?' q8 u! x6 s" L3 r, S9 j3 h秤砣 500吨,总重12000吨(24个)% _4 [( l+ U) S! M. I
    井深 800米& I0 l" e: i9 ?7 p8 `
    项目的全寿命兆瓦时成本:132英镑/千度电(锂电池项目为283英镑),这个应该只是储能成本1 M/ R. n6 k% X( i3 u8 h3 I
    使用年限:50年5 A6 q* l% X% r; g9 p  e9 Z& ?+ Z
    - c3 r+ M) i4 h2 s( }2 C# o
    我按瓦特的定义算了一下,g直接用了108 Q. W/ f, d8 d, J
    12,000,000*10*800/10,000,00=9600秒,即匀速下降的情况下,释放能量需要用160分钟。下降速度为4.1米/分钟,比电梯慢一点。储存能量恐怕画的时间更多一点。
    # t7 j; }& q- G# h/ Y7 v  @# g3 H( y- p
    4 u; r3 z; j6 H& g4 E+ k6 ]- u# c  y
    下面两篇报道的都是这个项目, r: d$ g, I& Q0 C: U& _

    0 u* w' C! p/ L7 i( Z/ p# I) p' G" R4 [3 I, A- T+ D$ n. P; m1 v
    https://www.theguardian.com/envi ... re-renewable-energy
    8 a. H  e: f, _8 f1 N/ y7 y. \- Y& k
    https://createdigital.org.au/old ... ble-energy-storage/

    点评

    给力: 5.0 涨姿势: 5.0
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2021-6-26 03:36
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-22 23:34
  • 签到天数: 3170 天

    [LV.Master]无

    15#
    发表于 2021-3-20 21:07:20 | 只看该作者
    压缩气体储能。。。  ^* O& o- D5 X% w+ _, l  L) x

    0 Z! ^, r- L; |) d  Q. R6 Z# E刚刚上了一个项目:江苏金坛。; I; b0 E0 Q5 V! n/ Z5 E: u; y
    http://jsnews.jschina.com.cn/cz/a/202008/t20200819_2613646.shtml. I  b0 J- j8 a% U% I" U

    9 d5 i6 v  ]$ d美国九十年代搞过一个,后来放弃了。江苏这个还要观察。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    16#
     楼主| 发表于 2021-3-20 21:53:59 | 只看该作者
    常挨揍 发表于 2021-3-20 02:580 T8 F0 q) V- g# _4 J- l
    风光以后的废弃处理也是个糟心事

    8 O4 z2 z. Q, i7 K比核电还是要容易得多
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    17#
     楼主| 发表于 2021-3-20 21:55:00 | 只看该作者
    赫然 发表于 2021-3-20 07:074 B2 k# X9 Z; z# U1 F) ~5 t- T
    压缩气体储能。。。3 V, B/ G. O( e- k) `8 i( H

    5 E+ z3 I* k8 o0 l% t5 J1 ^1 j刚刚上了一个项目:江苏金坛。
    * b7 N: o, U6 E3 t* H7 c' J: S: D5 S
    这个我看也是死胡同。高压容器长期周期性加减压,这疲劳可是厉害。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    18#
     楼主| 发表于 2021-3-20 21:56:26 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2021-3-20 07:57 编辑 - _: r; U9 H" ?; g; d4 A
    石工 发表于 2021-3-20 06:34, z- K/ k: q  b& c9 R# k& W! A4 j
    牛牛家利用旧矿井用大秤砣来储能,还像模像样地搞了全寿命成本测算,比锂电池储能低一般多。
    ) \  A" ]: x; L% J) t* N! S# l+ ]; A8 E. |, w- v; A
    中国北方采煤 ...

    " V  |7 M1 C& y8 d% ]
    7 L( p2 i) {( M( ]) L- U) U: j7 m这个和我的山顶缆车电站是一个思路,但更简单,效率更高,好。用循环缆车的话,就不只一个秤砣,而是无限个了,只要井底能及时移开和放得下。+ U; g1 H' z! P0 J/ \6 Y, O' J
    5 @' B! D/ W. |7 F- f* `0 G! n5 ?
    造起来了吗?
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-9-13 10:09
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    19#
    发表于 2021-3-20 22:23:32 | 只看该作者
    本帖最后由 晨池 于 2021-3-20 22:25 编辑
    6 W3 b( _; w$ v* Q
    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,

    3 V$ n) P0 Z3 Q( g  z盐酸和烧碱应该好弄把,这两个放在一起使劲一搅合,不就是氯化钠等其他盐类了吗?然后制备出来的氢气要燃烧掉的,燃烧出来的水和刚才的氯化钠、盐一搅合,又成了海水了!正好继续用不是。- b! \) W2 J+ B2 ?; A! e8 _5 l
    感觉这是一个永动机式的好办法呀,只要搅合两下就行了。7 ?7 L. q: s3 z% w6 Z1 h
    其实还有更好的办法,把燃烧的水罐装了当纯净水卖不是更好。多出来的盐找个地方堆起来就行了。

    点评

    一直在潜水  发表于 2021-3-21 13:45
    司炉好久不见( •͈ᴗ⁃͈)ᓂ- - -♡  发表于 2021-3-21 12:39
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    奋斗
    2019-7-13 03:21
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]筑基

    20#
    发表于 2021-3-20 23:20:01 | 只看该作者
    本帖最后由 石工 于 2021-3-21 19:17 编辑   a+ v/ S& `& e6 ?
    晨枫 发表于 2021-3-20 21:56  H, t; P4 A/ b5 _. l  U, O
    这个和我的山顶缆车电站是一个思路,但更简单,效率更高,好。用循环缆车的话,就不只一个秤砣,而是无限 ...

    8 J7 Q; w$ v% [; i( e; ?. C, g( `( m& x" W5 r; {+ X
    https://gravitricity.com/projects/
    0 L" F& I; {" {6 |! f
    5 D# y- e! B8 j0 D0 O& Y8 _# c- H# g. h# F

    % D" n" e8 {* L0 w/ R7 O' g还真搞起来了个示范工程,不过是用塔楼代替矿井。15米高,秤砣25吨,250千瓦。我匡算了一下,按250千瓦平稳供电,可持续15秒。
    ; o* a; p. {  P( `) M  c5 d
    ( [, h# @' S  T. c, D这个塔楼秤砣,完全可以和高层建筑结合起来,甚至可以在现有电梯井、通风井的的改造上做文章。目前见到的储能项目里,这个技术上比较靠谱,对自然条件(水库容)依赖小,占地小,物资消耗较少且易回收,也比较容易配合铁公基拉动产能。

    评分

    参与人数 1爱元 +8 收起 理由
    老财迷 + 8 涨姿势

    查看全部评分

    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2025-9-20 02:46 , Processed in 0.045066 second(s), 20 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表