P.尤利亞爾

抽水蓄能是一種眾所周知的蓄能技術(shù)。電網(wǎng)中快速增長的可再生能源起著推動蓄能技術(shù)發(fā)展的作用,其中抽水蓄能扮演著重要的角色。

那些在電網(wǎng)中已擁有相當(dāng)可再生能源容量的國家或正計劃大量開發(fā)可再生能源的國家,都同樣在規(guī)劃提升抽水蓄能的容量。甚至具有較高風(fēng)力發(fā)電裝機容量的公司,為了優(yōu)化可再生能源,也在期望開發(fā)其自有的抽水蓄能電站。

除了抽水蓄能的固有特點外,還有兩個重要因素驅(qū)動著抽水蓄能電站的開發(fā):

(1)抽水蓄能可以同間歇性可再生能源兼容,從而優(yōu)化其供電性能;

(2)比其他蓄能技術(shù)更有優(yōu)勢。

1 抽水蓄能同間歇性可再生能源的兼容性

風(fēng)能和太陽能等可再生能源具有間歇性的特點,有利于抽水蓄能電站的開發(fā)。由于電網(wǎng)容量的控制,將風(fēng)電并入到電網(wǎng)中具有一定困難,所以將蓄能設(shè)施與風(fēng)電機組相結(jié)合備受投資者的親睞。

根據(jù)世界上各種機構(gòu)對太陽能和風(fēng)能發(fā)展進行的預(yù)測,蓄能技術(shù)的投資金額預(yù)計將成指數(shù)級增長。到 2020年,歐洲和美國計劃將可再生能源提高20%,其中大部分為風(fēng)能。

2 蓄能方面對比其他蓄能技術(shù)的優(yōu)勢

抽水蓄能比其他蓄能技術(shù)更具優(yōu)勢,并可以解決可再生能源的間歇性問題。當(dāng)今備受關(guān)注的其他蓄能技術(shù),無一能大規(guī)模解決可再生能源間歇性的問題,也不能在低成本存儲大量能源這一方面取得突破性進展,各種蓄能技術(shù)均具有局限性,不能從根本上滿足大量蓄能的具體需求。

被認(rèn)為可以取代抽水蓄能的壓縮空氣蓄能(C A E S)和蓄電池技術(shù)均有其局限性。

(1)C A E S系統(tǒng)是在一定壓力下通過電機將空氣壓縮存儲在天然形成的地下洞穴中。目前世界上運行的商業(yè) C A E S系統(tǒng)只有兩套,第 3套尚處于開發(fā)階段(蓄能協(xié)會,2009年)。該技術(shù)的局限性在于低能效,對場地的要求比較嚴(yán)格,而且同抽水蓄能相比蓄能量較低。由于僅有兩套 C A E S系統(tǒng)在運行中,對該技術(shù)尚無更多的了解。

(2)蓄電池對需要少量蓄能的混合系統(tǒng)最為適合,而不適用于用電量較大的公共設(shè)施。充電電池是以化學(xué)能的形式儲存電能。雖然蓄電池能夠長期存儲電能,但是受初始成本過高、使用壽命短(同發(fā)電廠的使用壽命相比)以及所需空間等因素制約,應(yīng)用前景并不好。其他相關(guān)的問題還有空間和維護成本。蓄電池還存在存儲效應(yīng)的問題(觀察發(fā)現(xiàn)充電電池會隨著使用時間而逐漸損失存儲容量)。

3 環(huán)球數(shù)據(jù)中心新報告

《舊概念 -新機遇》是全球商業(yè)情報提供商環(huán)球數(shù)據(jù)中心的一份新報告,該報告內(nèi)容包括:

(1)抽水蓄能運行原理和效率;

(2)刺激抽水蓄能電站開發(fā)的因素;

(3)抽水蓄能電站將變成重要的蓄能形式;

(4)在主要地區(qū)和未來計劃中抽水蓄能存儲量的增長。

另一方面,抽水蓄能是一項發(fā)展得相當(dāng)成熟的技術(shù),蓄能量可高達(dá) 2000MW。抽水蓄能可以在一天和一個季節(jié)存儲上千或上萬兆瓦的能量,并能夠迅速滿足實時需求。目前抽水蓄能比其他蓄能技術(shù)更具優(yōu)勢,并可以針對可再生能源的間歇性特點提供解決方案。

4 西班牙電力

西班牙伊維爾德羅拉(I b e r d r o l a)電力公司就是一個很好的例子。為穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電量多變性的幾項現(xiàn)有發(fā)電技術(shù)研究中,公司選擇了抽水蓄能,因為該技術(shù)在啟動和關(guān)閉時總是有效,并具有高度靈活性。其旗下的一家子公司擁有電站 11010MW的總裝機容量,除此以外,2010年 6月以來在西班牙境內(nèi)新增裝機5587.60MW。在所有的可再生能源中,風(fēng)能貢獻(xiàn)最大。公司優(yōu)化了抽水蓄能和風(fēng)能的配置。

伊維爾德羅拉公司擁有拉穆埃拉(L aM u e la)抽水蓄能電站(裝機 635MW)。為了整合風(fēng)力及其他可再生能源,正在建設(shè)拉穆埃拉 2抽水蓄能電站(裝機 852MW)。并且正在進一步考察另外 3座抽水蓄能電站(總裝機 1640MW)的建設(shè)情況。

5 全球趨勢

根據(jù)環(huán)球數(shù)據(jù)中心的研究,目前全球抽水蓄能裝機容量大約為132 GW。日本、美國和中國的抽水蓄能裝機處于世界領(lǐng)先地位。世界上許多國家都計劃大力增加其抽水蓄能裝機。

為應(yīng)對環(huán)境方面的問題,在各種政策措施及激勵措施下,可再生能源在世界范圍內(nèi)得以推進。然而,間歇性問題是一個障礙,阻礙了這些清潔能源的快速發(fā)展。在快速發(fā)展的可再生能源技術(shù)中,由于各種技術(shù)自身的特點而散布在特定區(qū)域中,因此抽水蓄能在其中將起到重要的作用。各國政府同風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)商正一起專注于抽水蓄能設(shè)施的快速發(fā)展。其頻率 -電壓平衡、儲備發(fā)電以及基本負(fù)荷同可再生能源相結(jié)合的一體化優(yōu)點等電網(wǎng)友好型特點,使得其成為最好的蓄能技術(shù)之一。該技術(shù)一定會在未來幾年吸引大量投資,成為世界上各類能源機構(gòu)的主要投資熱點。