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        “十四五”亟待發掘我國水電的儲能潛力
        2021/9/3 8:15:59    新聞來源:中國水力發電工程學會

        /水博

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        即將開局的“十四五”將是我國能源電力行業發生巨變的五年。根據習主席在聯合國大會上的新承諾,我國要在2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和。并承諾我國2030年的風電和太陽能發電(下稱:風、光)裝機將達到12kW以上。

        我國當前的風、光裝機總共才4億多kW。然而,為滿足這4億多風、光裝機的入網,我國現有除風、光外的16億裝機(11億煤電)幾乎都要為風電光伏的入網,提供調峰服務保障。接下來十年,風、光的裝機要增加近兩倍,然而,相應其它各類電源都不可能再增加同樣的規模。此外,根據研究預測,如我國要如期實現碳中和,2050年我國的風、光裝機,必須要超過50kW。因此,滿足如此大規模的風、光裝機的入網需要,我們必須要從現在起就大力發展,專門作為儲能用的抽水蓄能和化學儲能電源。

        然而,到目前為止,我們的儲能資源,遠不能滿足如此巨大的需求。據了解,我國抽水蓄能的資源總量有限,化學儲能的安全性、經濟性都還難以滿足大規模應用的需要。不過,未來我國的常規水電除了可以發揮好當前的電源作用之外,還可以在為風、光的入網提供保障方面,發掘出巨大的儲能潛力。

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        1、增加常規水電站的蓄能功能

        常規的水電站增加了水泵的抽水功能之后(同時適當的擴機),就變成了既可以作為正常發電的水電站,也可以作為蓄能電站使用的混合電站。目前我國現有的大多數水電站,尤其是梯級開發的幾乎都可以通過適當的改造,成為水電加抽水蓄能的混合電站。特別是我國還有大量的分布在全國各地的小水電。如果對其中有條件的,也進行加裝抽蓄功能的改造,將非常有助于未來我國分布式可再生能源的發展。尤其是枯水的冬季,很多水電站由于水量太少,幾乎失去了發電功能。但如果進行了抽水蓄能改造,即使是在枯水的季節,仍可以發揮蓄能電站的作用。

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        2、開發水電站電解水制氫技術

        目前大規模的化學儲能主要有成本和安全兩方面的問題。相比較而言,更有前景的似乎是氫能儲能,因為氫能目前的問題只是成本。然而,水電在制氫方面具有很大的優勢。根據現有技術,水電制氫的成本還是相對較低的,大約與天然氣制氫處于同一水平,(僅略高于煤氣化制氫,但煤制氫的碳排放量非常巨大)。此外,根據業內預測,未來十年電解水制氫的成本,還將有約40%的下降空間。因此,如常規水電站能在汛期采用棄水電量制氫,其經濟、合理性將是勿容置疑的。此外,若常規水電站能實現其豐水期制氫的儲能方式,則可以與其在枯水期的抽水蓄儲能作用,形成很好的互補關系。全天候的為電網的穩定運行提供保障。

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        3、構建水、風、光、儲互補發電系統

        國內外大量的實踐已經證明,水、風、光互補發電的優勢非常巨大。不僅水、風、光三種資源的發電峰值自然分布互補性比較好,而且水庫周邊也往往具有較大的空間,可供風、光裝機。如果再加上水電站的蓄能改造和水電制氫儲能,形成以水電資源為中心的水、風、光、儲四位一體的可再生能源發電系統,將大幅度的提高我國可再生能源發電的規模和利用水平。不僅我國的一些大型的水電基地,可支撐起大電網的用電負荷。甚至圍繞一些小水電站,也能形成可靠的分布式可再生能源發電子系統,滿足周圍區域的用電需求。

        總之,“十四五”期間,我國水電行業亟需突破和發掘與水電有關的儲能技術。要知道,正因為自然界中有了水電這種特殊性的可再生能源的存在,目前國內外眾多的能源研究機構才敢斷言說:各國在2050年實現100%由可再生能源供電,無論是在技術上、還是經濟上,都是可行的。

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