作为全球首个竖井式重力储能工程化应用项目,赤城县重力储能一体化项目在重力储能领域实现单机功率世界第一、单模块功率世界第一、单体项目装机容量规模世界第一。项目已纳入国家能源局新型储能试点示范项目清单,经电力行业协会鉴定,项目成果为国际领先水平。
赤城县重力储能一体化项目效果图 图源:中国能建
重力储能,是通过在有天然或人造高度差的场景中,将液体或者固体重物上升或下降来实现势能存储和释放发电。充电时,系统根据调控指令,重力轮机将下仓的重物依次提升至位置较高的上仓,将电能转化为重物的势能;放电时,将重物依次下降驱动发电机发电,重物的势能转换为电能。
重力储能基本原理图源:华北院
重力储能部分关键参数图源:华北院
根据重力储能的储能介质和落差实现路径的不同,新型重力储能可分为基于构筑物高度差的重力储能、基于山体落差的重力储能、基于地下竖井的重力储能等技术路线。
重力储能典型分类
图源:华北院
基于构筑物高度差型式:优势在于选址比较灵活、预期的效率高,但可实现的落差有限,导致单位投资水平和度电成本过高、同容量占地大、安全事故的影响也比较大;
基于山体落差型式:具有投资低、结构稳定等优势,重物的选择范围也很大,但其理论效率低,并且选址受限制、运行易受环境影响;
基于地下竖井落差型式:可分为利用废弃矿井和新建矿井两类。利用废弃矿井成本较低、废弃资源可二次利用、对环境影响小,但同时也受到选址、矿井处理难度差异不同等限制;新建矿井具有选址灵活、运行环境较安全稳定且受限制小的优势,同规模容量下投资和效率也比较好,但其周期较长,工程技术和设备技术要求也较高。
重力储能是极有前景的长时、大容量、经济性优、构网特性储能型式,因地制宜建设可有效填补相关技术空白,尤其适用于为 “沙戈荒”大基地可再生能源的大规模消纳提供支撑,是一种具有综合比较优势的新型储能。