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一種新儲(chǔ)能方式：山地重力儲(chǔ)能  來源：《中國石油和化工產(chǎn)業(yè)觀察》雜志 譯文：盧曉晴 一個(gè)由歐洲科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)提議，利用山脈來建造一種新型長期儲(chǔ)能模式——山地重力儲(chǔ)能已經(jīng)出現(xiàn)。與大型抽水蓄能一樣，山地重力儲(chǔ)能也是將重力勢能作為儲(chǔ)能手段。 山地重力儲(chǔ)能電廠由一個(gè)類似礦山的沙子或礫石儲(chǔ)存站和其正下方的加油站組成。工作原理是，部署一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，在充電模式下將固體物質(zhì)提升到高處，在需要時(shí)釋放固體物質(zhì)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 奧地利國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所研究人員發(fā)表的研究報(bào)告稱，山地重力儲(chǔ)能可作為季節(jié)性儲(chǔ)能解決方案，填補(bǔ)現(xiàn)有儲(chǔ)能方式在儲(chǔ)能規(guī)模和儲(chǔ)能時(shí)間上的不足。尤其是可以與水力發(fā)電相結(jié)合，利用山地重力儲(chǔ)能將一些電力成本高的地區(qū)變得有經(jīng)濟(jì)可行性。 孤島電網(wǎng)是指由多組小型發(fā)電系統(tǒng)相互聯(lián)合構(gòu)建的局域性電網(wǎng)。小島嶼和微電網(wǎng)是典型的孤島電網(wǎng)。由于要隨時(shí)提供可靠的電力需求，適應(yīng)電力需求或高或低的變化，通常來說，孤島電網(wǎng)能源系統(tǒng)相對昂貴。雖然利用風(fēng)能和太陽能等可再生能源發(fā)電，對于降低小島嶼和微電網(wǎng)的電力成本潛力很大，然而，由于供應(yīng)的間歇性和季節(jié)性等變化，可變的可再生能源需要有靈活的補(bǔ)充電力解決方案。此外，小島嶼和微電網(wǎng)的電力需求往往受到假日、季節(jié)和天氣條件變化等的影響。目前市場上沒有可行的技術(shù)來提供低發(fā)電量儲(chǔ)能，尤其是低于20兆瓦、價(jià)格合理的長期儲(chǔ)能。山地重力儲(chǔ)能這種新型模式也許可以填補(bǔ)這一空白。 例如，在陡峭峽谷或山脈邊緣建造兩臺(tái)起重機(jī)，先將材料釋放到容器中，然后通過起重機(jī)和電機(jī)電纜將其運(yùn)送到上層儲(chǔ)存站。能量被儲(chǔ)存為勢能。再將沙子或礫石從上部的儲(chǔ)存站降落到下部的儲(chǔ)存站，儲(chǔ)存的勢能被轉(zhuǎn)化為電能。 該系統(tǒng)非常靈活，可以很容易地改變電纜的速度、增加負(fù)載，或改變?nèi)萜鞯臄?shù)量，滿足不同的能源需求。研究人員表示，與水電站和大壩等傳統(tǒng)長期抽水蓄能方式相比，山地重力儲(chǔ)能對環(huán)境的影響很小，效果更好。而且成堆的沙子很便宜，不會(huì)蒸發(fā)，可以無限期地使用。抽水蓄能電站的落差限制在1200米以內(nèi)，而山地重力儲(chǔ)能的落差可超過5000米。 對山地重力儲(chǔ)能方案進(jìn)行技術(shù)可行性分析認(rèn)為，通過這個(gè)系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的年成本在每兆瓦時(shí)50～100美元之間。下部和上部儲(chǔ)存站的落差越大、山越陡峭，儲(chǔ)能的成本就越低。由于孤島電網(wǎng)本身電力供應(yīng)成本較高，加上采用可再生能源的間歇性，盡管山地重力儲(chǔ)能發(fā)電成本相對較高，對于島嶼或微電網(wǎng)來說具有經(jīng)濟(jì)可行性。 該研究認(rèn)為，山地重力儲(chǔ)能在山區(qū)最具潛力，如安第斯山脈、喜馬拉雅山、落基山脈、阿爾卑斯山等。最有可能應(yīng)用在偏遠(yuǎn)山區(qū)和地形陡峭的小島嶼上，如夏威夷、加拉帕戈斯、加勒比海、佛得角、馬德拉、印度尼西亞、菲律賓和太平洋島嶼等。這些地方的能源供應(yīng)成本很高。 山地重力儲(chǔ)能電廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)營以長周期為主，因?yàn)樯匙踊虻[石可以儲(chǔ)存幾周、幾個(gè)月甚至幾年。短期能量存儲(chǔ)，電池更可靠、更便宜、更有效。如果微電網(wǎng)的電力需求超過其峰值發(fā)電容量或電網(wǎng)中的過剩電量無法存儲(chǔ)在電池中，就可以利用山地重力儲(chǔ)能來補(bǔ)充系統(tǒng)的儲(chǔ)能需求。 還有一種設(shè)計(jì)是山地重力儲(chǔ)能與水電結(jié)合。如果建設(shè)山地重力儲(chǔ)能電廠的山上有河流，就可以用水填充容器，而不是沙子或礫石。這就創(chuàng)建了一個(gè)混合山地重力儲(chǔ)能水電站，項(xiàng)目的可行性大大提高。山地重力儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以在系統(tǒng)的任何高度加水，可使用山中不同高度的水流，還可以建造水庫，提高山地重力儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能潛力。 搜索 |
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