如果說(shuō)油價(jià)上漲還有積極作用的話,那就是讓新能源應(yīng)用更加深入人心,電動(dòng)汽車終于從政府引導(dǎo)逐漸變?yōu)榫用褡园l(fā)購(gòu)買的選項(xiàng)。
但我們從化石能源向新能源時(shí)代“移民”是個(gè)系統(tǒng)工程。比如,風(fēng)能、太陽(yáng)能這些新能源,環(huán)保、可持續(xù),但都要“靠天吃飯”,供電不穩(wěn)定,就需要巨大的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。我們生活中最常用的手機(jī)電池、充電寶就是小型的儲(chǔ)能產(chǎn)品。有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)?自從有了手機(jī)用的那種鋰電池,我們身邊越來(lái)越多的產(chǎn)品變成了充電模式。在我們小時(shí)候,如果停電了,就得點(diǎn)蠟燭,而現(xiàn)在家里的臺(tái)燈都是充電的了,停電了還能提供幾小時(shí)照明。
幾年前,馬斯克開(kāi)始在美國(guó)推銷他的家用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)Powerwall,截至2021年5月已經(jīng)安裝了20萬(wàn)戶,售價(jià)7000美元的普通家用款,能夠容納 13.5 度(千瓦時(shí)kWh) 的電力,充好電后可以滿足家庭一天基礎(chǔ)的電量需求(開(kāi)空調(diào)就算了)。
以上都屬于依托個(gè)人的分布式儲(chǔ)能,而對(duì)于國(guó)家而言,龐大的電網(wǎng)還需要“超級(jí)充電寶”。
比如,2022年北京冬奧會(huì)期間,世界規(guī)模最大的抽水蓄能電站在河北豐寧投產(chǎn)發(fā)電。抽水蓄能電站有上、下兩個(gè)水庫(kù),在夜間人們用電較少的低谷期,利用富裕的風(fēng)電、太陽(yáng)能生產(chǎn)的電能,將水從下水庫(kù)抽到上水庫(kù)儲(chǔ)存起來(lái),完成蓄能。到了白天或晚上用電高峰期,再把上水庫(kù)的水放下去,用水電站的原理發(fā)電。
豐寧抽水蓄能電站不僅象征性的滿足了北京冬奧會(huì)全部冬奧場(chǎng)館100%使用綠色電力,未來(lái)12臺(tái)機(jī)組全部投運(yùn)后,總裝機(jī)規(guī)模360萬(wàn)千瓦,每年可消納過(guò)剩電能88億度,轉(zhuǎn)化發(fā)電66億度,可滿足260萬(wàn)戶家庭用電,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤48萬(wàn)噸。
據(jù)了解,目前多個(gè)抽水蓄能電站正在全國(guó)各地建設(shè),預(yù)計(jì)到2030年將裝機(jī)規(guī)??蛇_(dá)1.2億千瓦,相當(dāng)于33個(gè)豐寧抽水蓄能電站,滿足幾千萬(wàn)人的用電需要。
抽水蓄能本質(zhì)上利用的是重力。它的優(yōu)點(diǎn)很多,但也需要自然環(huán)境的支持,至少需要一座高山,才能在高處建水庫(kù)。如果平原地區(qū)呢,有人干脆提出了純粹的重力儲(chǔ)能。
簡(jiǎn)單來(lái)講,重力儲(chǔ)能主要借助豎井、高塔等結(jié)構(gòu),通過(guò)電動(dòng)機(jī)把重力模塊提至相應(yīng)的高度,也就是把電能轉(zhuǎn)化為固體的勢(shì)能。當(dāng)電網(wǎng)需要電能時(shí),放下重力塊,帶動(dòng)軸承系統(tǒng)將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子動(dòng)能,再通過(guò)轉(zhuǎn)子切割磁力線發(fā)出電能。
根據(jù)最新的消息,中國(guó)首個(gè)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)。這個(gè)中外合作的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于江蘇省如東縣的一個(gè)風(fēng)電場(chǎng),容量為10萬(wàn)千瓦時(shí),相當(dāng)于2.5萬(wàn)個(gè)家庭的用電需求。
也許在未來(lái),在大城市郊區(qū)聳立的高塔,不是水塔,不是煙囪,不是電視塔,而是重力儲(chǔ)能電站。
同樣是最新的新聞,在江蘇常州,一座利用壓縮空氣儲(chǔ)能的電站——金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站正式投產(chǎn)。這是世界首個(gè)“非補(bǔ)燃”壓縮空氣儲(chǔ)能電站。
和重力儲(chǔ)能類似,在用電低谷時(shí),儲(chǔ)能電站利用過(guò)剩的電能把空氣壓縮,存儲(chǔ)在地下鹽洞;在用電高峰時(shí),釋放高壓空氣,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電,保障用電需求。金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站一期工程發(fā)電裝機(jī)60兆瓦,儲(chǔ)能容量30萬(wàn)千瓦時(shí),預(yù)計(jì)年發(fā)電量約1億度。
近年來(lái),隨著風(fēng)、光等新能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā),我國(guó)清潔能源裝機(jī)容量迅猛增加。據(jù)國(guó)家能源局最新消息,截至今年(2022年)5月底,我國(guó)可再生能源發(fā)電總裝機(jī)達(dá)到11億千瓦。其中,常規(guī)水電3.6億千瓦、抽水蓄能0.4億千瓦,風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等新能源發(fā)電裝機(jī)突破7億千瓦。
但是,前面也說(shuō)了,風(fēng)、光等新能源發(fā)電需要“看天吃飯”,受環(huán)境影響很大。在這樣的大背景下,隨著新一輪基建投資,各種大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目,也就是超級(jí)充電寶,不斷上馬。
目前已有的儲(chǔ)能技術(shù)大致可以分為兩大類:一類是物理儲(chǔ)能,除了前面介紹的重力儲(chǔ)能、抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能,還有飛輪儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等;另一類是化學(xué)儲(chǔ)能,主要包括各種電池,如鉛酸電池、鋰電池、鈉電池等。
在工業(yè)革命之前,人們?cè)V迷于可以裝有發(fā)條的機(jī)器裝置,依靠手動(dòng)上弦進(jìn)行蓄能,人們不僅制造出精巧的鐘表,會(huì)唱歌的八音盒,會(huì)跑的玩具車,甚至還有會(huì)寫(xiě)字的機(jī)器人。甚至有人說(shuō),鐘表推動(dòng)的工業(yè)革命。今天,中國(guó)的“大基建”正在設(shè)計(jì)建造的各種儲(chǔ)能工程,或許正是新一輪工業(yè)革命的“發(fā)條”。
原標(biāo)題:萬(wàn)物皆可儲(chǔ)能