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储能:给“碳中和”配个充电宝

图文:雅涵

导语:建好储能这个大型充电宝,合理高效利用新能源,让我们离“碳中和”更近一步!

如今,电已经成为各行各业、生产生活的必需品。9月份以来,我国多地出现限电情况,或多或少给人们的生产生活带来一些影响。这次限电风波主要与近年煤炭产能低,进口量下降带来的煤炭供需紧张直接相关。目前,我国的发电结构仍以火电为主,占比达到70%以上,加之北方地区临近冬季采暖,用于发电的燃煤价格大幅上涨,而电价相较平稳,出现煤电价格倒挂。火电之外,可再生能源发电今年也受到气候影响,水电大省云南遇上水量不足,东北地区风力骤减,发电不及预期,电力供应缺口进一步扩大。国外也是如此,能源价格上涨覆盖全球,欧洲缺气,英国缺油,电价高企,老百姓难以负担起昂贵的电费。

10月份国务院出台保障电力和煤炭供应的政策,释放煤矿产能,优先保障煤炭运输,保障居民电价稳定的前提下放宽电价浮动范围,并指出推进大型风电、光伏基地的建设。

面对此次全球范围的能源紧缺,电力供应不足,追加对传统化石能源的投入,也只是解一时燃眉之急,从长远来看仍力不能及,而且与能源革命和实现“碳中和”的目标背道而驰。能源革命的方向非常明确,将以化石燃料为主导的能源体系转变为以可再生能源为主导的能源体系,解决能源自给自足的问题,提高能源使用效率,实现国家低碳发展的战略,完成2030年前达到“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”的“双碳目标”。能源革命涉及各行各业,电力行业的碳排放占比高达40%,是妥妥的碳排放第一大户,电力行业是能源革命的主战场。

然而我们知道可再生能源发电具有间歇性和不稳定性,有时候有,有时候没有,有时候又一下很多,这种波动对传统电力系统的冲击很大,甚至是致命的,可见可再生能源发电虽然绿色环保,但电网时常消纳不了,很难让人们放心把发电主力的重任全面交给它们,弃光、弃风现象也是普遍存在。所以,解决可再生能源发电不稳定这事至关重要,也是实现“碳中和”不可回避的一环,而这个解决思路中必然少不了储能!

我们可以这样理解,给电力系统配备储能装置,就好似咱们给手机配了个充电宝。闲暇时提前充好,手机用没电了又没办法蹲在插座边上充电的时候,就能派上用场,不耽误正常使用。而储能也不是近年来才有的,其中技术非常成熟的抽水蓄能至今已有百年历史了。抽水蓄能利用山上山下两个水库,形成高度差,用电低谷时,利用电网用不完的电,驱动抽水机把山下水库的水抽到上水库,提高水的势能;到了用电高峰,电网的电如果不够用了,再把山上水库的水放到下水库,水流驱动发电机发电,势能再转化为电能。除了可以调峰填谷,抽水蓄能还可以作为事故备用,当电力系统突发故障时,及时启动,给系统恢复赢得缓冲时间或提供电力支持,所以抽水蓄能电站常被称为电力系统的“定海神针”。咱们北京大名鼎鼎的十三陵抽水蓄能电站就被誉为 “首都电网的最后一根火柴”!并且抽水蓄能电站具有寿命长、容量大、效率高、技术成熟等优点,是电力系统中最经济可靠的储能装置,在火电时代就已经发挥着重要作用。抽水蓄能虽然不是可再生能源发电专属,但的确需要它来锦上添花,将是未来新能源发展不可或缺的重要组成部分。

除了抽水蓄能,电化学储能是近年来的一匹黑马,有望成为未来储能的主流。尤其是站在电动汽车良好发展的风口,锂电池的成本在不断下降,成熟度在日益提高。不过目前锂电池的使用更多还是在用户侧,而发电侧液流电池在大规模储能方面已经深耕多年,技术基本成熟,有些已经投入运行,比如全钒液流电池。并且与锂电池相比,液流电池有个很大的优点——不燃烧、不爆炸,非常安全。

除此之外,飞轮储能、压缩空气储能也在研究中,储氢、储热也在提供和探索更多储能思路。虽然目前还没有谁能真正扛起储能的大旗,但既然是能源革命,就需要创造,需要发展,建好储能这个大型充电宝,将助力我们离“碳中和”更近一步。

 

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