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杏彩体育竞彩:“麻烦电”这样变成“抢手电” 记者探访多个新型储能

时间:2024-02-21 11:52:15点击次数: 来源:杏彩体育官网app下载安装苹果 作者:杏彩体育赞助

  近年来,我国加快推进可再生能源开发利用。不过,对于电网来说,风电、光电曾经是一种“麻烦”能源。由于风电、光伏发电具有“看天吃饭”的特性,当“极热无风”“极寒无光”,就容易导致电力供应出现波动。

  今年上半年,我国可再生能原装机总量历史性地超过了传统的煤电装机。今年1至10月份,全国水电、风电、光伏发电等可再生能源新增装机再创历史新高,占全国新增发电装机的76%。那么,是什么让风电、光电由“麻烦电”变成了“抢手电”呢?

  要解决风电、光电发电功率波动大的问题,最简单的方法就是把这些电用“充电宝”存起来,然后再稳定放电。近日,东北地区一个“超级充电宝”就要投入使用了,它就是东北地区最大的抽水蓄能电站——辽宁清原抽水蓄能电站。这个“超级充电宝”是怎样运行的?又有哪些特别之处?

  总台央视记者张丛婧:在辽宁清原抽水蓄能电站,一个建在大山里的水库,就是电站的主体部分。当闸门已经打开,水流进山脚的另一个水库里,看似普通放水,实则正在发电。

  抽水蓄能电站利用高低不同的地势,建上下两个水库,在电力富余时把低处的水用低谷电能抽到高处进行储能,在用电高峰时再把高处的水放下去发电保供,相当于一个“超级充电宝”,可以实现能源的高效转换利用。

  中国电建集团北京勘测设计研究院首席技术专家 姚宝永:抽水蓄能电站一般由上水库、下水库、地下厂房和输水系统组成。我们这座电站上下水库的落差大约400米,巨大的高差使得发电和储能的效率很高。

  总台央视记者张丛婧:位于地下400多米深的地下厂房,相当于电站的“心脏”,里面有很多发电机组。即将投产发电的首台机组,正在进行发电测试。投产后每天能发电150万度,可以满足30万个家庭一天的用电量。“超级充电宝”发电的奥秘就在于,当水流从上水库流下冲击转轮时,会带动转子高速旋转,不断切割磁感线,从而产生电能。

  中国电建集团北京勘测设计研究院首席技术专家 姚宝永:我们每台机组转子的重量达430吨,需要安装近4万个零件,首台机(组)发电时,转子在每分钟高速旋转375转的情况下,这个稳定的主要指标,它的振动摆度平均值只有0.05毫米,当于不足一根头发丝直径的二分之一。可以说,它在高速旋转的同时又纹丝不动,这样就大大减少了振动、噪声的不利影响。

  清原抽水蓄能电站位于大山深处,生态环境脆弱。因此,整座电站的建设都采用清水混凝土工艺设计,坝顶结构、启闭机室、地下厂房等主要设施不做额外装修,低碳环保,最大程度减少对生态环境的影响。

  总台央视记者张丛婧:这座电站的外观还有个很大的不同,坝面上有个明显的积雪分界线,光滑的坝面几乎积不住雪,因为上面采用了防冰蚀材料。这里属于严寒地区,最低温将近-40℃,所以在建造的时候,工程师们就想方设法让它更抗冻。

  中国电建集团北京勘测设计研究院首席技术专家 姚宝永:我们采用了自主研发的抗冰冻新材料、新结构、新设备,比如大坝混凝土面板结构缝的柔性止水材料,以及库区防冰盖装置,有效解决了严寒地区低温环境对电站主要建筑物的不利影响,将工程的耐久性和安全性提高了30%以上。

  据了解,清原抽水蓄能电站总装机容量180万千瓦,设计年发电量30亿千瓦时,年抽水电量40亿千瓦时。项目建成后,将在电网中承担调峰、填谷、调频等任务,每年将为辽宁电网节约标煤15.8万吨,减少二氧化碳排放37.5万吨、二氧化硫0.7万吨,对保证电网安全稳定运行、优化电源结构起到重要作用。

  除了传统的抽水蓄能,目前还有电热熔盐储能、光热储能、电化学储能等新型储能方式不断涌现。这些新型储能项目到底是什么样的?有哪些优点?一起来了解↓↓

  世界首座电热熔盐储能注汽试验站,近日在辽河油田竣工投产。该试验站利用电网负荷低谷时的电加热熔盐,把电能转化为热能存储在液态熔盐内,再通过高温熔盐与水连续换热产生蒸汽,为周边的稠油热采井提供蒸汽。该站储能规模为15兆瓦,每年可生产蒸汽4.8万吨,替代天然气313万立方米,减排二氧化碳6768吨。

  中国石油辽河油田设计院院长 孙雁伯:项目基本原理是利用熔盐具有高熔点、高热熔、高灵动性的特点,能作为储能介质,又能作为传热介质。在夜间用谷时电这个优惠政策期间,我们将绿色的谷时电储存在电热熔盐中。

  同样是加热熔盐把能量储存起来,在甘肃瓜州的全球首个“双塔一机”光热储能项目,利用将近3万块反射太阳光的定日镜,把太阳光的热能储存在吸热塔中的熔盐里,最终带动汽轮机发电。这样的发电不会受光照强度变化的影响,可以持续稳定生产电能。

  三峡能源总经理 张龙:项目设置两个聚光集热单元,同等条件下可提升约24%的光学效率。同时配置6小时熔盐储热系统,具有储能时间长、响应速度快、功率输出稳定等特点。

  在内蒙古,搭载全球单机功率最大的电化学储能电站日前成功并网。这一个个集装箱,就相当于一块块大电池,可以把电能高效储存起来,最多可储存60万度电,相当于200户家庭一年的用电量。

  华能上都风电基地负责人 高永峰:我们的储能电站可以毫秒级快速响应顶峰放电,第一时间“削峰填谷”,大幅提升风光等新能源的利用效率。

  随着一系列储能相关政策和规划的落地,科技的不断进步,新型储能技术不断涌现,为新型储能项目的快速发展提供了有力支撑和保障。

  目前,我国已经建立了完整的储能产业链,包括电池、逆变器、储能系统等环节,这使得我国在储能领域具有更强的竞争力。相较于国外,我国在储能领域具有成本低、产业链完整、政策支持和创新力强等方面的优势。

  最新数据显示,截至今年9月底,我国已建成投运新型储能项目累计装机规模达2123万千瓦,位居全球前列。

  电网上挂的“充电宝”多了,而且还是不同容量、不同种类的“充电宝”。那么如何安全、高效地统筹这些“充电宝”,与电网相配合呢,“源网荷储”技术因此应运而生。所谓“源网荷储”指的就是“电源”“电网”“负荷”和“储能”。这项智慧技术利用储能系统将可再生能源与电力系统相结合,实现能源的灵活储存和供应。“源网荷储”也是加快构建以新能源为主体的新型电力系统的重要支撑。

  “源网荷储”是怎么运行的呢?在三峡乌兰察布就有一个“源网荷储”技术研发试验基地,7种新型储能技术正在这里进行实验验证。

  总台记者 修治国:在三峡乌兰察布“源网荷储”技术研发试验基地的储能实验室里,外形酷似集装箱的大家伙就是“储能柜”,每一个储能柜,代表着一种新型储能方式。自2020年起,三峡集团联合中国科学院、清华大学等20余所国内顶尖科研机构和院校,在这里进行实验,为未来不同场景下储能系统的大规模应用,寻找有效的解决方案。

  基地目前有锂离子储能、钠离子储能、液流电池储能、压缩空气储能、飞轮储能和氢能储能等7种新型储能方式,而这段时间科研人员也正在对这些储能设备进行性能测试,为下一步基地运行做准备。

  三峡集团科学技术研究院综合能源中心专业师吴卓彦:这套系统就是全钒液流电池储能系统,它的能量主要储存在电解液中。在工作的时候,电解液通过管路还有泵,来到电堆。充电的时候,正极的电解液从正四价氧化成正五价,把电能储存起来,在放电的时候,它从正五价再回到正四价,把电能释放出去。

  科研人员告诉记者,目前储能方式主要分为物理储能、电化学储能和电磁储能。其中电化学储能是目前行业应用最多的储能方式。它具有转换效率高、响应速度快、配置灵活等特点,可以极大满足电力系统对调峰、调频的需求。

  三峡集团科学技术研究院乌兰察布源网荷储项目部主任 韩俊飞:电化学储能的优势比较明显,但是受制于它本身的特性,也有一些方面的限制,比如说它的循环寿命、经济性,这些方面都有待提升。同时它也有一些环保方面的问。

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