把水庫變電池,抽水蓄能電站成澳洲電力調度救星

作者 | 發布日期 2019 年 06 月 04 日 8:15 | 分類 能源科技 , 電力儲存 follow us in feedly


若電力系統要從燃煤發電、天然氣發電等傳統能源轉向再生能源,廣設太陽能、風力發電設備或許還不夠,綠能為間歇性能源,還需要大量儲能系統以提高電網調度能力,面對能源轉型,澳洲積極建設電池儲能系統的同時,也押注在抽水蓄電發電廠上。

抽水蓄電發電技術歷史悠久,是種兼具儲水與發電的多功能儲能系統,通常電廠分成上下兩層,當用電需求低或是電價低時,將會把水從低處輸送到上層水庫,電力需求高、需要更多的電力供應時,則透過將上層蓄水庫的水釋放至下層,利用水位能來推動渦輪機輸送電力。

抽水蓄能電站優點多多,其一,設備使用壽命相當長,比太陽能、風力發電的 25 年、核能發電廠的 30 年還要長,只要更換新裝置就可以延長發電壽命,基本上廠商獲利期可以超過 100 年。

其二,多數國家的水壩本來就有水力發電設施,原先就已經跟電網相連,只要改建既有的水壩,打造另一水池、輸水地底隧道等,就能轉型成抽蓄水電站,目前澳洲的抽蓄水電站計畫也是採類似規劃。

其中 Snowy 水壩是澳洲目前最大的水庫,澳洲政府斥資 35 億美元打造 Snowy 2.0 計畫,裝置容量擴建 2,000MW,並將儲電量提高 4 倍,未來有望為 500,000 戶家庭供電一週,預估 Snowy Hydro 將在 2024 年改建完成。

澳洲政府認為,抽蓄水電站將能有效緩解風能與太陽能等間歇性再生能源的影響。抽水蓄電廠也不像一般水力發電廠會出現缺水限電的狀況,抽水蓄電廠分為上下水池,主要透過水位能來發電,用電需求較低的時候,還可以再調度水流。

不過該電廠有美麗也有哀愁,高昂的建設成本、以及無法可逆的環境傷害都是挑戰,也得考量到挖掘地底隧道的技術困難性、政府未來是否還會支持再生能源等等,澳洲在推動蓄水電力廠的同時,也不是沒有反對聲浪,更有不少人認為比起物理性儲電,把水庫轉型成大型電池,不如打造真正的電池儲能系統還比較便宜。

以目前電池成本來估算,鋰離子電池前期成本完勝水庫變身電池,而以性能來說,鋰電池的電力調度也不錯,特斯拉 2017 年底在南澳完工的大型電池上工不到一個月就已經向南澳證明其價值──當遠在 1 千公里外的維多利亞省燃煤發電廠跳閘那一刻,特斯拉電池就以 140 毫秒的速度向中央電網輸送了 100 MW 電力,應變反應相當迅速。

對此,Snowy Hydro 計畫執行長 Paul Broad 表示,長期來看,其實抽水蓄電的成本比鋰離子發電廠還要便宜 60 倍,且特斯拉位於南澳的大電池儲存容量只有一小時,一次也僅能用幾分鐘,若 Snowy 抽水蓄電建成,則能持續運作長達一週。

不過在能源轉型的路上,新建儲能系統都意味著再新增一面防護罩,不管是抽水蓄電廠還是鋰離子電廠都各有優缺點,抽蓄水力發電歷史悠久、可靠又長壽;鋰離子電池反應快、建設時間短,這兩種系統也都可以降低再生能源對電網的負擔,或許只能要提高中央電力調度彈性,都是好系統。

(首圖來源:Snowy 2.0 官網影片截圖)

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