|
本帖最后由 晨枫 于 2022-9-14 14:19 编辑 + s& z+ p% X/ C: {. Y+ R4 I. N
' {; \" {5 G4 x+ x# o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。% x2 l# E3 I: K. f3 e
4 W- g; F8 x5 M" i1 y# n8 A
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。
4 ?5 f* L2 u1 g# h- N: q! x u: e' S6 Y; d) l0 B4 J" l
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。
, U1 a% h: F% |$ N0 | M& D: V% n2 a; 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。2 i7 a+ R$ V' e' r
( w) J8 N6 f4 [2 u5 e/ {实际上当然没有那么简单。
! p+ r6 V% S& B
2 V2 Q1 P( T/ y( `3 U7 J) J# f& d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。
! ?' Z: s, ^# X; p& X8 l8 _" x5 g; j
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。
. r- N N7 Q0 \5 L( i d' P' ~, _3 w1 t# h+ U
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。
1 v' C! ]% e% M- v. ^! g
0 [" ~& u* J3 M/ x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。
: X, e: v9 y4 L0 e: V9 W
- j# E9 c' Y6 G0 [![]()
" _7 Q9 L7 C1 r6 `( ]5 s# O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
4 g e% o1 h" J8 h: K' @+ H( a0 [: {* m, D$ X
![]()
; J4 ^; n/ F( F [% d+ ~) O, o4 X适合山顶水库的山头实际上并没有那么多! G" y# {; J1 p- l2 k: P. w; o' I
* B9 p+ k1 _; G9 l$ m" s![]()
; g& F: g9 m- ?- J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
7 v& \. K1 P- j% M9 G/ _& o1 u8 G" O5 M$ o
: o5 R) U" O7 G I
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
n! h. O! ]2 Q- u: g0 P% k+ c
U0 b4 ~2 @; @! b$ ?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。
5 V& e& M `$ q" k3 D7 E# h9 Q i* T0 m6 T
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。
B S: Q$ j8 \! e7 W: ~; _3 n, O' ~# f) n6 \, K! X
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。
5 ?- V+ x, N- n4 C# E% ^7 n4 D3 I- i
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。( ?$ `$ d5 S. `+ d( j
+ X7 P! ?/ P% }4 Z! f% W& q1 Q/ E# {
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。
[5 X3 Q* d" p* |
8 @' o+ ~5 _4 @6 S1 f$ O6 a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。; g+ {) ~2 F; G8 C, J& u
0 @* S* Q5 }8 |& ~6 p |
评分
-
查看全部评分
|