季节性抽水蓄能解决可再生能源的挑战

季节性抽水蓄能项目及主要组成部分。

根据IIASA发表在《自然通讯》杂志上的新研究，季节性抽水蓄能（SPHS）是一种已经建立但不经常使用的技术，可以成为负担得起的，可持续的解决方案，可以每年存储能源和水。与其他成熟的存储解决方案（例如天然气）相比，研究表明SPHS具有巨大的潜力来提供极具竞争力的储能成本。

该研究的主要作者，IIASA博士后朱利安·亨特（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。”这些货源是断断续续的，并且具有季节性变化，因此它们需要其他存储方式来保证可以随时满足需求。带有电池的短期能量存储解决方案正在进行中，以解决间歇性问题，但是，通常被认为是解决发电季节性变化的长期能量存储替代品是氢气，它在经济上还没有竞争力。

季节性抽水蓄能是指在水流量大或能源需求低的时候，将水抽到与主要河流平行的深水库中。当缺水或能源需求增加时，储存的水就会从水库中释放出来以发电。

这项新研究是第一个对SPHS技术的潜力和成本进行全球，高分辨率分析的研究。在他们的分析中，研究人员评估了SPHS季节性存储能量和水的理论全球潜力，重点是潜力最大，成本最低的地点。他们还分析了使用SPHS进行能量和水存储可能是可行的替代方案的不同方案。该研究包括地形，河网和水文数据，基础设施成本估算以及项目设计优化，以识别技术上可行的候选地点。

这项新研究表明，SPHS工厂的储水成本在0.007至0.2美元/立方米之间，长期储能成本在1.8至50美元/兆瓦时之间，短期储能成本在370至600美元之间。 / KW装机容量，考虑大坝，隧道，水轮机，发电机，基坑和土地成本。成本低于50美元/兆瓦时的世界储能潜力估计为17.3 PWh，约占2017年世界用电量的79％。

研究人员发现，在全世界，特别是在喜马拉雅山脉，安第斯山脉，阿尔卑斯山，洛矶山脉，中东北部，埃塞俄比亚高地，巴西高地，中美洲，东亚，巴布亚的下部，SPHS具有巨大的潜力。俄罗斯的新几内亚，萨彦岭，亚布洛诺伊和斯塔诺沃伊山脉以及其他潜力较小的地区。

IIASA研究合作者爱德华·拜尔斯（Edward Byers）说：“对风和太阳能的间歇性和季节性的担忧可能是正确的，但有时也会被夸大。”“这项研究表明，SPHS在世界许多地方都具有极高的潜力，它提供了一种随时可用，负担得起的，可持续的解决方案，以支持向可持续能源系统的过渡，并克服了对高比例可再生能源的实际和可感知的障碍。可再生能源发电。”

该研究还解决了与水力发电有关的一些潜在环境问题。由于SPHS水库较深且平行于水库而建，而不是在河道内，因此对环境和土地使用的影响也可能比传统水力发电站小10至50倍。

亨特说：“随着需要向二氧化碳排放量更低的可持续发展的世界过渡，可再生能源和储能将在不久的将来发挥重要作用。鉴于SPHS具有巨大的尚未开发和廉价的潜力，它将很快在每年储存能量和水的过程中发挥重要作用。”

参考：朱利安·亨特，爱德华·拜尔斯，吉英和田，西蒙​​·帕金森，戴维·埃哈·杰尔纳特，西蒙·兰根，德特勒夫·范·伏伦和基万·里亚希，“季节性抽水蓄能的全球资源潜力，用于能源和水的存储”，2020年2月19日，自然通讯.DOI：
10.1038 / s41467-020-14555-y