英国清洁能源未来仰仗百年水电技术 - 彭博社
Eamon Farhat
5月16日,位于英国兰贝里斯一座废弃板岩矿场山间的迪诺威格发电站。
摄影师:玛丽·特纳/彭博社
在北威尔士如诗如画的湖光山色中,隐藏着欧洲最大的"电池"。
数十年来,水流通过迪诺威格的地下隧道驱动巨型发电机组,但如今这些水道四十年来首次干涸见底——这座电站正与威尔士菲斯廷尼奥格的姊妹项目共同接受10亿英镑(13亿美元)翻新改造,以延长服役年限。这两座电站对英国电网至关重要,其采用的抽水蓄能技术虽已有百余年历史,但仍是目前唯一能实现电力长时间储存(超过数小时)的方式,同时为电网提供维持频率稳定的关键动能。
在英国《清洁能源2030》计划中,水电储能是可再生能源发电的重要搭档,而英国需要更多此类设施。
5月16日拍摄的迪诺威格发电站地下隧道入口。摄影师:玛丽·特纳/彭博社电站所有者Engie SA英国首席执行官米娅·保洛奇表示:“该电站对英国可再生能源推广至关重要,翻新现有电站本应是理所当然之举。”
这项主要基于重力原理的技术相当简单:当能源廉价且充足时,将水从低位水库抽到高位蓄水池;当电力不足时,再将水释放下来驱动涡轮机发电。这种灵活性使运营商能够在无风或阴天时填补电力供应缺口。
在迪诺威克电站,水流通过500米(1640英尺)高的岩层倾泻而下发电。部分隧道的空间大到足以容纳一栋房屋。
根据国家电网运营商数据,英国现有约3吉瓦的长时储能容量,其中几乎全部来自抽水蓄能。为实现2030年前建成清洁电网的目标,预计需要高达8吉瓦的储能容量。仅迪诺威克电站就能提供1.7吉瓦发电能力。
尽管技术并不复杂,但由于高昂的建设成本和政府缺乏财政激励(政策支持主要流向太阳能和风能),数十年来英国未新建此类项目。
欧洲最大、响应最快的抽水蓄能电站涡轮大厅,该电站于1984年投入运营。摄影师:玛丽·特纳/彭博社
设备翻新期间的作业人员。现场目前已完成排水——这种每40年才进行一次的罕见维护场景。摄影师:玛丽·特纳/彭博社
这座设施的闸门如同一个巨大的天然电池,是英国电力系统的重要组成部分。摄影师:玛丽·特纳/彭博社抽水蓄能电站也仅在特定地理环境中具有可行性——通常是山区,可以在高低水库之间进行水力输送。
行业监管机构Ofgem希望通过启动一项名为“上限与下限”的资助计划来推动新项目,该计划为开发商提供最低收益保障,并定于明年实施。
“发令枪已经打响,“英国水电协会首席执行官凯特·吉尔马丁在接受采访时表示。虽然上限与下限的具体细节尚未确定,但抽水蓄能在英国"绝对至关重要,我们必须让它上线。”
抽水蓄能是最经济的储能方式之一
按技术划分的完全安装储能系统资本成本
来源:彭博新能源财经
注:以2023年实际美元/千瓦时计算。成本适用于2018-2024年交付的项目,持续时间在1至20小时之间。对于新型抽水蓄能,储能成本适用于2018-2030年交付的项目。锂离子电池成本为2023年四小时持续系统的成本。
经济性并不适用于所有人。德拉克斯集团今年早些时候搁置了抽水蓄能扩建计划,理由是成本上升以及回报不确定性。苏格兰SSE公司正在推进一个1.3吉瓦的项目,但尚未开始建设或确保所有必要的投资。SSE的一位发言人通过电子邮件表示,目前上限与下限机制的框架还不足以让Coire Glas项目具备投资吸引力。
英国天然气电力市场办公室(Ofgem)的资金将延伸至其他储能技术,例如将能量储存在液态电解质中的液流电池,以及将空气液化并储存在绝缘罐中的液态空气系统。所有这些技术都有助于推动英国实现净零排放目标。但彭博新能源财经(BloombergNEF)数据显示,尽管抽水蓄能相比太阳能和风能成本较高,它仍是所有长期储能方式中成本最低的选择之一。
水流从上层水库Marchlyn Mawr驱动涡轮发电机发电后,汇入下层水库Llyn Peris。摄影师:Mary Turner/Bloomberg由法国能源公司Engie控股的迪诺威克电站大规模翻新工程将耗时长达10年完成,此举可使该电站延长运行25年。
该电站在紧急情况下已证明其价值。控制室内混合着模拟与数字屏幕,其中一部绿色电话只有一条使用规则:铃响必接。2019年伦敦超百万用户断电时,电网运营商正是通过这部电话请求紧急供电支援。
“抽水蓄能的优势在于其持久性,“英国水电协会(BHA)的吉尔马丁表示,“它经过验证、可靠运行,已存在120年。这种恒久性为我们提供了未来的韧性。”