發(fā)展地下抽水儲能 為碳減排提供中國方案

 

2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，向世界作出實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的中國承諾。2021年3月，中央財經(jīng)委員會第九次會議進一步指出：要構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的能源體系，實施可再生能源替代行動，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

 

 

 

為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，2060年我國太陽能和風(fēng)能發(fā)電裝機預(yù)計將達到80億千瓦左右。由于太陽能和風(fēng)能發(fā)電的出力具有隨機性和波動性、光伏發(fā)電的出力具有晝夜周期性，為實現(xiàn)可再生能源規(guī)?；茫覈仨毚罅Πl(fā)展儲能系統(tǒng)，特別是削峰填谷的長時儲能系統(tǒng)。研究表明，為實現(xiàn)對80億千瓦太陽能和風(fēng)能發(fā)電的有效消納和利用，需要配置32億~40億千瓦的長時儲能系統(tǒng)裝機。

 

 

 

抽水儲能具有削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、平移功率、事故備用和黑啟動等多種功能，且經(jīng)濟性十分優(yōu)越，因而被認為是建設(shè)以新能源為主的新型電力系統(tǒng)的最理想儲能方式。研究表明，如果具有足夠的抽水儲能資源，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)濟障礙。然而，我國傳統(tǒng)抽水儲能資源卻難以滿足發(fā)展需求。調(diào)查表明，我國具有較好經(jīng)濟開發(fā)價值的傳統(tǒng)抽水儲能裝機約為4億千瓦，經(jīng)濟性稍差但可以納入儲備開發(fā)的另有4億千瓦，共計約8億千瓦。因此，未來長時儲能系統(tǒng)裝機仍有很大缺口。

 

 

 

近年來，其他形式的儲能技術(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能形成競爭優(yōu)勢。鋰離子電池安全性仍是業(yè)界關(guān)注的重大問題，隨著其使用壽命陸續(xù)到期，今后大量電化學(xué)電池的報廢處理將造成環(huán)境負擔(dān)。因此，化學(xué)電池將主要定位于輔助調(diào)頻服務(wù)或分布式儲能。壓縮空氣儲能是一個重要的發(fā)展方向，但要想具有經(jīng)濟開發(fā)價值就需要依賴廉價的儲氣室，目前主要利用廢棄鹽穴來保障儲氣室的經(jīng)濟性，但鹽穴資源是有限的。

 

 

 

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

 

 

 

可以預(yù)見，在沒有找到大規(guī)模儲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)抽水儲能電站的資源十分稀缺，從而制約了當(dāng)?shù)仉娫磦?cè)儲能的發(fā)展和清潔能源的外送。

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