|
本帖最后由 晨枫 于 2022-9-14 14:19 编辑
) Y% g* \" O0 G7 a: J! i% s4 [7 S9 l4 V9 r" |( 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。- Z& L0 |3 ]9 R9 z2 Z
! s- j- J' x9 e2 M9 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。
' b# j) p1 d: e, O3 n, _% f; N4 z }' C1 ?& ~# p M" @$ f" Y
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。* R* X/ }% `4 V0 i: X% `
, T5 `- P7 o" [( K- r
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。
" b" N5 G; C- G n. }( J
. n% x( v/ f6 G3 O1 q f& J2 E" t+ s实际上当然没有那么简单。$ E- _- v9 N/ T: @: Y$ Z" x q I
7 X* p+ B, }, o% Q9 \6 N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。( L: t# M+ n( s& H
d3 ?, h* e8 u# x; m8 o6 ]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。' j( _( n* J, c
! j$ n5 Q4 D 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。
0 R* R6 A! b% b+ ~# M! c; d7 ^: N! R! G+ H l l& l( N8 F
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。
: U& _6 Z" I$ e0 [8 H$ i* \
) K! `: `7 X5 Z& l* E) u x: Q' r- N% M/ c2 F
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0 q" E6 I$ T: t7 A
_0 {" M) Z, E& p- ?# m
+ M# D! {% E5 @- K
适合山顶水库的山头实际上并没有那么多
3 |* [: w7 z: X. @8 {
6 A/ Z4 y4 [" h* f1 c5 ?* p+ ?, l: \: ^/ K( H4 R1 a
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
, k7 n1 Q" X9 \( L( L2 R
8 ?) s- h- C3 Z x2 i8 a' e+ I2 A* h+ P+ Y2 {3 f
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% ?+ Y' E( v, @& Z9 O
" F& l1 V; y* l( |
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。7 n. H% m; C p+ o; Z
3 v3 e* W8 M4 ?: s% J: ~+ _8 p) ~
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。
- z/ `5 y) W2 A3 K" c* q0 W( a
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。. h0 t( M' q( P H
8 {; [0 M% w V: }+ C/ a
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。* q" h' N6 G, F8 j: J! S
) K& O$ R' @' P `9 Y8 @
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。
3 l$ R2 d3 o2 w; [) Z( V% W- m l0 N8 U+ o8 k
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。0 V: h4 K$ o, V s% P
/ y# S, }% f9 ~1 w0 i* M! @ |
评分
-
查看全部评分
|