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利用山脉长期储存能量
- 科技
- 2021-12-15 14:34:50
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电池正迅速变得更便宜,并可能很快提供一种廉价的短期解决方案来储存能量以满足日常能源需求。然而,电池的长期储存能力(例如,一年一次)在经济上是不可行的。尽管抽水蓄能(PHS)技术对于容量超过50兆瓦(MW)的大容量长期储能来说是一种经济上可行的选择——但对于储能需求通常低于20 MW的地区,如小岛屿和偏远地区,每月或季节性的抽水蓄能会变得昂贵。
在《能源》杂志上发表的一项研究中,IIASA的研究员朱利安亨特和他的同事建议MGES弥合现有短期和长期存储技术之间的差距。MGES在陡峭的山坡上构成了一台建筑起重机,其范围足以将沙子(或砾石)从底部的储存位置运输到顶部的储存位置。电动机/发电机将装满沙子的存储容器从底部移动到顶部,类似于滑雪升降机。在这个过程中,势能被储存起来。电力是通过将沙子从上部储存位置送回底部来产生的。如果山上有河流,MGES系统可以与水力发电相结合。在水力发电的高可用性期间,水将被用来填充储存容器,而不是沙子或砾石,从而产生能量。MGES系统的优点是可以在系统的任何高度加水,从而增加了从山区不同高度取水的可能性,这在常规水力发电中是不可能的。
“这个系统的一个优点是沙子便宜,而且不像水,它不会蒸发——所以你永远不会失去势能,可以无数次重复使用。这在干旱地区尤其有用,”亨特说。“此外,由于液压较高,小灵通设备的高差限制在1200米。MGES设备的高度差可能超过5000米。喜马拉雅山、阿尔卑斯山和落基山脉等高山地区,因此,它可能成为重要的长期储能枢纽。MGES其他有趣的地方是岛屿,如夏威夷州、佛得角、马德拉岛和有陡峭山脉的太平洋岛屿。”
本文作者提出了夏威夷莫洛凯岛未来的能源矩阵,仅利用风能、太阳能、电池和MGES来满足该岛的能源需求。亨特强调,MGES技术不应用于日循环的峰值发电或储能,而应填补长期储存位置的市场空白。例如,MGES系统可以连续储存能量几个月,然后连续发电几个月或有水可用于水力发电,而电池负责日常储存循环。
“重要的是要注意,MGES技术不会取代任何现有的储能选择,而是开辟一种新的储能方式,并利用高山地区尚未开发的水电潜力,”亨特总结道。