水能解决可再生能源储存的挑战吗
根据发表在《自然通讯》杂志上的新的IIASA研究,季节性抽水蓄能技术(SPHS)是一种已经建立但很少使用的技术,可以成为一种负担得起和可持续的解决方案,每年储存能源和水。 与天然气等其他成熟的储能解决方案相比,研究表明,SPHS提供具有高度竞争力的储能成本具有相当大的潜力..
该研究的主要作者、IASA博士后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。 “这些来源是间歇性的,有季节性变化,因此需要储存替代品,以保证随时都能满足需求。 目前正在使用电池解决间歇性问题的短期储能解决方案,然而,通常被视为解决发电季节性变化的长期储能的替代方案是氢,而氢在经济上竞争力“。
季节性抽水蓄能是指在水流量大或能源需求低的情况下,将水泵入与主要河流平行建造的深层蓄水库。 当水缺乏或能源需求增加时,储存的水就会从水库中释放出来发电。
这项新的研究是第一次对SPHS技术的潜力和成本进行全球高分辨率分析。 在他们的分析中,研究人员评估了SPHS季节性储存能源和水的理论全球潜力,重点是潜力最高和成本最低的地点。 他们还分析了不同的情况,其中能源和水的储存与SPHS可以是一个可行的替代方案。 研究包括地形、河网和水文数据、基础设施成本估算和项目设计优化,以确定技术上可行的候选地点。
新的研究表明,SPHS工厂的蓄水成本从0.007到0.2美国$/m3不等,长期储能成本从1.8到50美国$/MWh不等,短期储能成本从370到600美国$/KW的装机发电容量不等,考虑大坝,隧道,涡轮机,发电机,开挖和土地成本.. 估计低于成本50$/MWh的世界储能潜力为17.3P Wh,约占2017年世界用电量的79%。
研究人员发现,SPHS在世界各地,特别是在喜马拉雅山、安第斯山脉、阿尔卑斯山脉、落基山脉、中东北部、埃塞俄比亚高地、巴西高地、中美洲、东亚、巴布亚新几内亚、俄罗斯的Sayan、Yablonoi和Stanovoy山脉以及其他一些潜力较小的地点,存在着巨大的潜力。
研究报告的共同作者爱德华?拜尔斯(EdwardByers)说:“人们对风能和太阳能的间歇性和季节性的担忧是有道理的,但有时也被夸大了。 “这项研究表明,SPHS在世界许多地方都有极高的应用潜力,它提供了一个现成的、负担得起的和可持续的解决方案,以支持向可持续能源系统过渡,并克服可再生能源高比例的实际和可感知的障碍。
这项研究还涉及与水电有关的一些潜在的环境问题。 由于SPHS水库是深的,与河流平行建造,而不是在河流的过程中建造,环境和土地利用的影响也可能比传统水电站小10至50倍。
亨特说:“随着向二氧化碳排放量较低的更可持续世界过渡的必要性,可再生能源和能源储存将在不久的将来发挥重要作用。 鉴于SPHS尚未开发和廉价的巨大潜力,它很快将在每年储存能源和水方面发挥重要作用“。