發展地下抽水儲能 為碳減排提供中國方案

 

2020年9月，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上，向世界作出實現“雙碳”目標的中國承諾。2021年3月，中央財經委員會第九次會議進一步指出：要構建清潔、低碳、安全、高效的能源體系，實施可再生能源替代行動，構建以新能源為主體的新型電力系統。

 

 

 

為實現碳中和目標，2060年我國太陽能和風能發電裝機預計將達到80億千瓦左右。由于太陽能和風能發電的出力具有隨機性和波動性、光伏發電的出力具有晝夜周期性，為實現可再生能源規?；?，我國必須大力發展儲能系統，特別是削峰填谷的長時儲能系統。研究表明，為實現對80億千瓦太陽能和風能發電的有效消納和利用，需要配置32億~40億千瓦的長時儲能系統裝機。

 

 

 

抽水儲能具有削峰填谷、調頻、調相、平移功率、事故備用和黑啟動等多種功能，且經濟性十分優越，因而被認為是建設以新能源為主的新型電力系統的最理想儲能方式。研究表明，如果具有足夠的抽水儲能資源，建設支撐碳中和的新型能源電力系統就不存在較大的技術經濟障礙。然而，我國傳統抽水儲能資源卻難以滿足發展需求。調查表明，我國具有較好經濟開發價值的傳統抽水儲能裝機約為4億千瓦，經濟性稍差但可以納入儲備開發的另有4億千瓦，共計約8億千瓦。因此，未來長時儲能系統裝機仍有很大缺口。

 

 

 

近年來，其他形式的儲能技術發展迅速，但在規模、成本、技術成熟度、可靠性等方面很難與抽水儲能形成競爭優勢。鋰離子電池安全性仍是業界關注的重大問題，隨著其使用壽命陸續到期，今后大量電化學電池的報廢處理將造成環境負擔。因此，化學電池將主要定位于輔助調頻服務或分布式儲能。壓縮空氣儲能是一個重要的發展方向，但要想具有經濟開發價值就需要依賴廉價的儲氣室，目前主要利用廢棄鹽穴來保障儲氣室的經濟性，但鹽穴資源是有限的。

 

 

 

伴隨火電機組的減負荷乃至部分退出，新能源裝機容量占比不斷提高，所需儲能系統容量與新能源裝機容量之比將大幅提升；同時，為了滿足晝夜能量轉移和削峰填谷的需求，儲能系統的儲能量也將大幅提升。

 

 

 

可以預見，在沒有找到大規模儲能的有效解決方案之前，今后可再生能源發展將面臨瓶頸。此外，我國大型清潔能源基地主要分布在西北地區，如內蒙古、青海、新疆等，這些地區建設大規模傳統抽水儲能電站的資源十分稀缺，從而制約了當地電源側儲能的發展和清潔能源的外送。

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