傳統的火電時代,電是定量、勻速、穩定受控輸出的,而今天的風電、光伏卻要靠天吃飯。無規律的波動挑戰電網的安全,同時,如果發出的電不好用,多發的電留不住,新能源發的電很容易被浪費掉。
要讓新能源順利地并入電網發揮主要作用,不成爲垃圾電,儲能是關鍵。
一号 " 充電寶 ":草原上的電池艙
8 月底的内蒙古草原,一個大風車正在安裝,距離并網倒計時還有 16 天。
三年前,内蒙古通遼市 " 火風光儲制研 " 一體化示範項目一期工程,在通遼市開魯縣率先動工,700 天,223 台風機全部安裝完成。
然而,風力和太陽能都高度依賴天氣條件。沒有風就沒有電,太陽能也一樣,陰天和夜晚沒有太陽發不了電,晴天陽光強烈,發的電又可能用不完。這種不穩定性增加了電網的運行調節難度,發的電也容易被浪費掉。
充分發揮新型儲能的作用,就可以化解這些矛盾,把電能轉化成别的能量儲存起來,既減少浪費又減輕電網的壓力。
在通遼,第二批配套的儲能電站已全部安裝就位,40 個電池艙,匹配 20 個升壓艙,提供 5.5 萬千瓦的儲能容量。
二号 " 充電寶 ":水電站的超級儲能實力
如果說風電場的配套儲能電池是大号 " 充電寶 ",在儲能界,還有個 " 加大充電寶 "。
在雅砻江,一個水電站正在加載另一個身份,那就是抽水蓄能電站,它也是一種超級儲能形式。
抽水蓄能電站,簡單理解,它有兩個水庫,一高一低,工作原理是利用上水庫和下水庫之間的高度落差,在用電低谷的時候,用富餘的電能,把山下的水抽到山上,也就相當于把電能轉化成了水的勢能儲存起來,在用電高峰的時候,再放水發電。
在雅砻江中部有兩座水電站——上遊的兩河口水電站和下遊的牙根一級水電站。利用兩座電站的水庫,就可以改造成抽水蓄能電站。
5 年後,混蓄工程和牙根一級電站将相繼建成,它們和兩河口電站形成一個整體,成爲全球最大的混合式抽水蓄能電站。年發電量能滿足一座千萬人口城市一年的用電需求。
三号 " 充電寶 ":百米洞穴下大有能量
除了前面的電池、水電站,你猜,誰還能變身爲儲能 " 充電寶 "?
答案是采鹽留下的洞穴,過去,處理這些空洞穴,通常需要用放水或注入空氣等方式回填,防止塌陷。不僅是采鹽,開采各種礦藏都會留有類似的洞穴,如今,科學家們正探索一種新的儲能手段——壓縮空氣儲能,它就像是一個巨大的 " 空氣電池 "。
它工作原理很簡單,當電力需求低時,電站用多餘的電能壓縮空氣,就像給自行車輪胎打氣。被壓縮的空氣儲存到一個大型的設施中。壓縮空氣儲能的選址比抽水蓄能更靈活,建設周期更短。
曾經廢棄的鹽穴再利用,成爲壓縮空氣的天然儲存罐。在常州,這個壓縮空氣的 " 充電寶 " 每天充電八小時,放電五小時,可爲電網提供 30 萬度電。
因爲資源分布不均衡,我國主要在西部發電,再送到東部用電。既要遠距離,又要大容量、低損耗地把電力輸送出來,最理想的手段就是特高壓直流輸電。從 2009 年到今天,中國建成了 20 條特高壓直流線路。2024 年,中國全年電網建設投資總規模将超 5000 億元,特高壓的加速,爲産業鏈帶來了巨大機遇。
中國擁有全世界規模最大的電網,這個電網正注入越來越多的新型電力。特高壓輸電和儲能技術的發展,讓電力的使用突破屏障,讓電網更加平衡和安全。