水可以解决可再生能源存储的挑战吗?


来源:   时间:2020-08-14 16:04:25


根据IIASA发表在《自然通讯》杂志上的最新研究,季节性抽水蓄能技术(SPHS)是一种已经建立但不经常使用的技术,可能是一种可负担的,可持续的解决方案,可以每年存储一次能源和水。与其他成熟的存储解决方案(例如天然气)相比,研究表明SPHS具有巨大的潜力来提供极具竞争力的储能成本。

水可以解决可再生能源存储的挑战吗?

IIASA的博士后朱利安·亨特(Julian Hunt)说:“大多数国家的能源部门正在向可再生能源特别是风能和太阳能发电过渡。”“这些能源是间歇性的,并且具有季节性变化,因此,它们需要替代存储来保证可以随时满足需求。带有电池的短期能量存储解决方案正在研究中,以解决间歇性问题,但是,对于长期而言,通常被认为可以解决发电季节性变化的能量存储是氢气,它在经济上还没有竞争力。”

季节性抽水蓄能是指在水流量大或能量需求低的时候,将水抽到与主要河流平行的深水库中。当缺水或能源需求增加时,储存的水便从水库中释放出来发电。

这项新研究是第一个对SPHS技术的潜力和成本进行全球,高分辨率分析的研究。在他们的分析中,研究人员评估了SPHS季节性存储能量和水的理论全球潜力,重点是潜力最大,成本最低的地点。他们还分析了使用SPHS进行能量和水存储可能是可行选择的不同方案。该研究包括地形,河流网络和水文数据,基础设施成本估算以及项目设计优化,以识别技术上可行的候选地点。

这项新研究表明,SPHS工厂的储水成本在0.007至0.2美元/立方米之间,长期储能成本在1.8至50美元/兆瓦时之间,短期储能成本在370至600美元之间。 / KW已安装的发电量,其中包括大坝,隧道,水轮机,发电机,开挖和土地成本。成本低于50美元/兆瓦时的世界储能潜力估计为17.3 PWh,约占2017年世界用电量的79%。

研究人员发现,在全世界,特别是在喜马拉雅山脉,安第斯山脉,阿尔卑斯山,洛矶山脉,中东北部,埃塞俄比亚高地,巴西高地,中美洲,东亚,巴布亚的下部,SPHS具有巨大的潜力。俄罗斯的新几内亚,萨彦岭,雅布洛诺伊和斯塔诺沃伊山脉以及其他潜力较小的地区。

IIASA研究合著者爱德华·拜尔斯(Edward Byers)说:“对风和太阳能的间歇性和季节性的担忧可能是正确的,但有时也会被夸大。”“这项研究表明,SPHS在世界许多地方都具有极高的潜力,它提供了一种随时可用,负担得起的,可持续的解决方案,以支持向可持续能源系统的过渡,并克服了对高比例可再生能源的实际和可感知的障碍。可再生能源发电。”

该研究还解决了与水力发电有关的一些潜在环境问题。由于SPHS水库较深且与河流平行而不是在河道内建造,因此对环境和土地利用的影响也可能比传统水力发电站小10至50倍。

亨特说,“随着需求与低CO过渡到一个更加可持续发展的世界2排放,可再生能源和能源存储将在不久的将来发挥了重要作用。鉴于SPHS的巨大的未开发和廉价的潜力,它很快就会发挥在每年储存能量和水方面发挥着重要作用。”

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