壓縮空氣蓄能電站是一種新的解決方案
世界電力供應(yīng)系統(tǒng)正趨向跨地區(qū)或全國聯(lián)網(wǎng),甚至跨國聯(lián)網(wǎng),實(shí)行全天候供電。然而供電與用電總是不匹配,尤其在深夜,過剩電力“大放空”幾乎無法避免。為改變這個(gè)局面,人們殫思竭慮地尋找蓄能“蓄電”方法。比如蓄電池組、機(jī)械飛輪、超級(jí)電容器堆、超導(dǎo)磁儲(chǔ)電,等等。終因效率不高,壽命短,存取不便,蓄能容量偏小,投資成本大等,難以運(yùn)作。
目前已經(jīng)廣泛采用的是抽水蓄能電站和壓縮空氣蓄能電站。我國已建成投產(chǎn)的有:浙江安吉天荒坪電站、廣州(從化)抽水蓄能電站。
天荒坪電站,2000年建,至今已成功運(yùn)行6年,裝機(jī)容量為180萬KW,年發(fā)電量31.60億KW·h,總投資63億人民幣,在調(diào)荷和回收電能方面發(fā)揮了重要功能。
壓縮空氣蓄能電站是一種新型蓄能蓄電技術(shù)。早在1978年,德國建成世界第一座示范性壓縮空氣蓄能電站獲得成功,緊跟其后的是美國、日本和以色列,都已建成使用,我國有識(shí)之士早已呼吁多年,但尚未引起決策者響應(yīng)。而國外的實(shí)踐告訴我們,這確實(shí)是一個(gè)新的解決方案。壓縮空氣蓄能發(fā)電技術(shù)具有顯著的比較優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景,請(qǐng)看壓縮空氣蓄能電站與抽水蓄能電站對(duì)比分析:
1.建電站地理?xiàng)l件要求
抽水電站:建站地理?xiàng)l件要求苛刻,上水庫建在面積較大的山頂上,高度、面積、地質(zhì)結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)格。下水庫占地面積也大。并且水源、道路交通都有特定要求。
壓氣電站:無特定地理要求,山洞、山腳、荒灘、廢礦井,甚至海灘、海底都可以,儲(chǔ)氣庫深埋地下,幾乎不占用土地。
2.投資額與建設(shè)周期
抽水電站:裝機(jī)容量180萬KW,投資額65~90億元,建設(shè)周期6~8年。
壓氣電站:裝機(jī)容量180萬KW,投資額55~60億元,建設(shè)周期3~5年。
3.建站占地面積與工程量
抽水電站:建站占地4000~5000畝,工程量包括上下兩個(gè)水庫、引水管、導(dǎo)流管、盤山公路、引水渠等等。
壓氣電站:占地少,廠房及設(shè)施只需占地10畝。儲(chǔ)氣庫深埋地下,地面可以種農(nóng)作物。
4.運(yùn)行效率與成本
抽水電站:能量轉(zhuǎn)換效率70~73%,水資源成本需支付費(fèi)用,并需連續(xù)補(bǔ)充失耗的水量。
壓氣電站:能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到77~90%,空氣不要付費(fèi),使用中沒有“相變”能量損失。
5.安全性
抽水電站:地震、滑坡、暴風(fēng)雨、泥石流、巖石風(fēng)化、壩體開裂、熱脹冷縮破裂等等都存在風(fēng)險(xiǎn)。
壓氣電站:儲(chǔ)氣庫深埋于地下,比較穩(wěn)定,溫差變化小,儲(chǔ)氣庫設(shè)置多道安全措施后,安全系數(shù)高。
6.能量載體特性
抽水電站:水分容易蒸發(fā)、流失,尤其是高溫季節(jié),輸送成本高、粘度高,流速不快,水輪機(jī)響應(yīng)速度慢。
壓氣電站:能量載體——空氣到處存在不怕流失,流速快,因而響應(yīng)速度快,能夠適應(yīng)冷啟動(dòng)、黑啟動(dòng),尤其適合調(diào)控負(fù)荷平衡,其它任何能量載體無法達(dá)到。
德國建成的壓縮空氣蓄能電站,裝機(jī)容量29萬KW,換能效率高達(dá)77%,若再利用“渠氏超導(dǎo)熱管技術(shù)”,換能效率提升至90%。
美國壓縮空氣蓄能電站規(guī)模達(dá)到2700MW裝機(jī)容量,相當(dāng)于2個(gè)核電站的發(fā)電量,可供給68萬戶居民兩天用電量。
壓縮空氣蓄能電站的關(guān)鍵設(shè)施是儲(chǔ)氣庫,通常深埋于地下,技術(shù)上沒有難度??梢岳脠?bào)廢礦井、山洞、廢氣井等。
壓縮空氣蓄能電站示范效應(yīng)與深遠(yuǎn)意義
壓縮空氣蓄能電站的重要意義在于:
1.空氣是“能源多媒體”的最佳選擇
大力開發(fā)太陽能、風(fēng)能、波浪能以及核能是世界潮流,但往往都存在供需不同步、供需不均衡的狀態(tài),能夠把各種形態(tài)能源轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存、取用的“能量多媒體”只有“空氣”,它是這個(gè)“角色”的“最佳人選”。
2.經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益巨大
按發(fā)電量的三分之一計(jì)算,每年可節(jié)約四五億噸煤炭,相當(dāng)于數(shù)十座中大型煤礦年產(chǎn)量,而且年年受益,經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益巨大,節(jié)約大量資源,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
3.為“十一五”規(guī)劃作貢獻(xiàn)
根據(jù)我國“十一五”規(guī)劃,節(jié)能降耗指標(biāo)要達(dá)到20%,壓縮空氣蓄能發(fā)電技術(shù)是一個(gè)很好的選擇,而且會(huì)產(chǎn)生顯著的示范效應(yīng)。