如果說油價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,電動汽車終于從政府引導(dǎo)逐漸變?yōu)榫用褡园l(fā)購買的選項。
但我們從化石能源向新能源時代“移民”是個系統(tǒng)工程。比如,風(fēng)能、太陽能這些新能源,環(huán)保、可持續(xù),但都要“靠天吃飯”,供電不穩(wěn)定,就需要巨大的儲能系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。我們生活中最常用的手機電池、充電寶就是小型的儲能產(chǎn)品。有沒有發(fā)現(xiàn)?自從有了手機用的那種鋰電池,我們身邊越來越多的產(chǎn)品變成了充電模式。在我們小時候,如果停電了,就得點蠟燭,而現(xiàn)在家里的臺燈都是充電的了,停電了還能提供幾小時照明。
幾年前,馬斯克開始在美國推銷他的家用電池儲能系統(tǒng)Powerwall,截至2021年5月已經(jīng)安裝了20萬戶,售價7000美元的普通家用款,能夠容納 13.5 度(千瓦時kWh) 的電力,充好電后可以滿足家庭一天基礎(chǔ)的電量需求(開空調(diào)就算了)。
以上都屬于依托個人的分布式儲能,而對于國家而言,龐大的電網(wǎng)還需要“超級充電寶”。
比如,2022年北京冬奧會期間,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、下兩個水庫,在夜間人們用電較少的低谷期,利用富裕的風(fēng)電、太陽能生產(chǎn)的電能,將水從下水庫抽到上水庫儲存起來,完成蓄能。到了白天或晚上用電高峰期,再把上水庫的水放下去,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全部冬奧場館100%使用綠色電力,未來12臺機組全部投運后,總裝機規(guī)模360萬千瓦,每年可消納過剩電能88億度,轉(zhuǎn)化發(fā)電66億度,可滿足260萬戶家庭用電,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤48萬噸。
據(jù)了解,目前多個抽水蓄能電站正在全國各地建設(shè),預(yù)計到2030年將裝機規(guī)模可達1.2億千瓦,相當(dāng)于33個豐寧抽水蓄能電站,滿足幾千萬人的用電需要。
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。如果平原地區(qū)呢,有人干脆提出了純粹的重力儲能。
簡單來講,重力儲能主要借助豎井、高塔等結(jié)構(gòu),通過電動機把重力模塊提至相應(yīng)的高度,也就是把電能轉(zhuǎn)化為固體的勢能。當(dāng)電網(wǎng)需要電能時,放下重力塊,帶動軸承系統(tǒng)將勢能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子動能,再通過轉(zhuǎn)子切割磁力線發(fā)出電能。
根據(jù)最新的消息,中國首個重力儲能項目已經(jīng)開工建設(shè)。這個中外合作的重力儲能系統(tǒng)應(yīng)用于江蘇省如東縣的一個風(fēng)電場,容量為10萬千瓦時,相當(dāng)于2.5萬個家庭的用電需求。
也許在未來,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能的電站——金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站正式投產(chǎn)。這是世界首個“非補燃”壓縮空氣儲能電站。
和重力儲能類似,在用電低谷時,儲能電站利用過剩的電能把空氣壓縮,存儲在地下鹽洞;在用電高峰時,釋放高壓空氣,帶動發(fā)電機組發(fā)電,保障用電需求。金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站一期工程發(fā)電裝機60兆瓦,儲能容量30萬千瓦時,預(yù)計年發(fā)電量約1億度。
近年來,隨著風(fēng)、光等新能源的大規(guī)模開發(fā),我國清潔能源裝機容量迅猛增加。據(jù)國家能源局最新消息,截至今年(2022年)5月底,我國可再生能源發(fā)電總裝機達到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)電裝機突破7億千瓦。
但是,前面也說了,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)模儲能項目,也就是超級充電寶,不斷上馬。
目前已有的儲能技術(shù)大致可以分為兩大類:一類是物理儲能,除了前面介紹的重力儲能、抽水蓄能、壓縮空氣儲能,還有飛輪儲能、氫儲能等;另一類是化學(xué)儲能,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,人們曾癡迷于可以裝有發(fā)條的機器裝置,依靠手動上弦進行蓄能,人們不僅制造出精巧的鐘表,會唱歌的八音盒,會跑的玩具車,甚至還有會寫字的機器人。甚至有人說,鐘表推動的工業(yè)革命。今天,中國的“大基建”正在設(shè)計建造的各種儲能工程,或許正是新一輪工業(yè)革命的“發(fā)條”。
原標(biāo)題:萬物皆可儲能