發(fā)展地下抽水儲(chǔ)能 為碳減排提供中國(guó)方案

 

2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上，向世界作出實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的中國(guó)承諾。2021年3月，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議進(jìn)一步指出：要構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

 

 

 

為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，2060年我國(guó)太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)預(yù)計(jì)將達(dá)到80億千瓦左右。由于太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電的出力具有隨機(jī)性和波動(dòng)性、光伏發(fā)電的出力具有晝夜周期性，為實(shí)現(xiàn)可再生能源規(guī)?；?，我國(guó)必須大力發(fā)展儲(chǔ)能系統(tǒng)，特別是削峰填谷的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。研究表明，為實(shí)現(xiàn)對(duì)80億千瓦太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電的有效消納和利用，需要配置32億~40億千瓦的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)。

 

 

 

抽水儲(chǔ)能具有削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、平移功率、事故備用和黑啟動(dòng)等多種功能，且經(jīng)濟(jì)性十分優(yōu)越，因而被認(rèn)為是建設(shè)以新能源為主的新型電力系統(tǒng)的最理想儲(chǔ)能方式。研究表明，如果具有足夠的抽水儲(chǔ)能資源，建設(shè)支撐碳中和的新型能源電力系統(tǒng)就不存在較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)障礙。然而，我國(guó)傳統(tǒng)抽水儲(chǔ)能資源卻難以滿足發(fā)展需求。調(diào)查表明，我國(guó)具有較好經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值的傳統(tǒng)抽水儲(chǔ)能裝機(jī)約為4億千瓦，經(jīng)濟(jì)性稍差但可以納入儲(chǔ)備開(kāi)發(fā)的另有4億千瓦，共計(jì)約8億千瓦。因此，未來(lái)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)仍有很大缺口。

 

 

 

近年來(lái)，其他形式的儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展迅速，但在規(guī)模、成本、技術(shù)成熟度、可靠性等方面很難與抽水儲(chǔ)能形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。鋰離子電池安全性仍是業(yè)界關(guān)注的重大問(wèn)題，隨著其使用壽命陸續(xù)到期，今后大量電化學(xué)電池的報(bào)廢處理將造成環(huán)境負(fù)擔(dān)。因此，化學(xué)電池將主要定位于輔助調(diào)頻服務(wù)或分布式儲(chǔ)能。壓縮空氣儲(chǔ)能是一個(gè)重要的發(fā)展方向，但要想具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值就需要依賴廉價(jià)的儲(chǔ)氣室，目前主要利用廢棄鹽穴來(lái)保障儲(chǔ)氣室的經(jīng)濟(jì)性，但鹽穴資源是有限的。

 

 

 

伴隨火電機(jī)組的減負(fù)荷乃至部分退出，新能源裝機(jī)容量占比不斷提高，所需儲(chǔ)能系統(tǒng)容量與新能源裝機(jī)容量之比將大幅提升；同時(shí)，為了滿足晝夜能量轉(zhuǎn)移和削峰填谷的需求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能量也將大幅提升。

 

 

 

可以預(yù)見(jiàn)，在沒(méi)有找到大規(guī)模儲(chǔ)能的有效解決方案之前，今后可再生能源發(fā)展將面臨瓶頸。此外，我國(guó)大型清潔能源基地主要分布在西北地區(qū)，如內(nèi)蒙古、青海、新疆等，這些地區(qū)建設(shè)大規(guī)模傳統(tǒng)抽水儲(chǔ)能電站的資源十分稀缺，從而制約了當(dāng)?shù)仉娫磦?cè)儲(chǔ)能的發(fā)展和清潔能源的外送。

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