用100度电把水抽上山,再放下来只能发80度电,这买卖听着是不是亏到家了?
难怪曾有外媒笑话中国“人傻钱多”。
可中国偏偏一干就是很多年,规模还越做越大,这到底是真傻,还是别人没看懂?
要算明白这笔账,得先把这门技术从头捋一遍。
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美国有家媒体此前专门做过一期关于水电未来的节目,把这个“超级充电宝”讲得挺清楚,咱们先跟着它看看,再回头算中国这笔账。
先说个很多人不知道的事。
水电是世界上第一种大规模可再生能源,到现在还是全球规模最大的可再生能源。
它的发电量是风电的两倍多,是太阳能的四倍多。
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把水抽到高处存起来的抽水蓄能,占了全球储能总容量的90%以上。
块头这么大,平时却没几个人提。
长期以来,水电被当成一种老技术,好像一直就在那儿,不用扶持也能自己发展。
过去几十年,风电和太阳能越来越便宜,装得越来越多,美国的水电发电量却一直没什么变化。
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美国有9万座水坝,大多用来防洪、灌溉、蓄水和休闲娱乐,真正拿来发电的只有3%。
业内人士说,美国大规模建坝的时代已经过去了,现有的基础设施还有很大的潜力,给现有水坝加装发电机组才是出路。
水电的原理其实很简单。
传统水电就是在河上筑坝,造出水位落差。
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水从上游水库往下游流,推着水轮机转,水轮机再带着发电机发电。
抽水蓄能稍微复杂一点,它有上下两个水库,作用就像一块巨型电池。
抽水蓄能发电的时候,水从上水库流到下水库,经过水轮机时顺便发电。
跟传统水电不一样的是,它还能“充电”。
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用电网的电把水从下水库抽回上水库,能量就以势能的形式存起来了,等需要的时候再放出来。
美国弗吉尼亚州的巴斯县抽水蓄能电站,是全世界同类设施里最大的。
电站负责人肖恩·弗里德利介绍,这两座水库的水面面积约550英亩,两座水库之间能调动大约2.8万英亩英尺的水。
这座电站能给大约75万户家庭供电,还能连续供电10个小时左右。
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公用事业规模的锂离子电池,一般最多也就撑4个小时。
业内人士伍尔夫曾说,锂电池这些技术天天上头条,抽水蓄能早就被验证过的价值反倒被忽视了,不过这种情况正在改变。
美国现在的抽水蓄能装机大约22吉瓦,开发阶段的拟建项目超过60吉瓦,规模仅次于中国。
风电、光伏这些间歇性能源接入电网的越来越多,抽水蓄能能把多余的电存起来,没太阳、没风的时候再用,所以越来越受重视。
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加州就是个现成的例子。
那边现在时不时会出现太阳能发电太多、用不完的情况。
与其把这些电砍掉,不如让抽水蓄能来帮电网减负,先把水抽上去,等太阳落山、大家又要用电的时候,再放水发电。
当然,它也有缺点。
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和传统水电一样,抽水蓄能也会影响环境。
美国现有的43座抽水蓄能电站全是开放式的,下水库跟河流连着。
闭式电站的两座水库都不跟外部水源相连,不会扰乱河流生态,选址也更灵活。
近几年,闭式系统的申请数量涨了不少。
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传统水电的日子就没这么好过了。
气候变化带来的干旱,让水电变得不那么可靠。
水库里的水越少,推水轮机的劲儿就越小。
胡佛水坝就是典型,它建于大萧条时期,当年是全世界发电能力最强的水电站,现在发电能力已经掉了30%以上。
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胡佛水坝背后的米德湖,是美国容积最大的水库,可已经20多年没蓄满了。
库区露出了约160英尺高的白色岩壁,全是水位下降留下的痕迹。
正常年份这座水坝年发电约45亿千瓦时,够45万户家庭用;干旱年份只有35亿千瓦时左右,只够35万户用。
更麻烦的是,水电少了,缺口就得靠化石燃料来补。
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一项研究发现,2001年到2015年,美国西部11个州因为干旱少用了水电,多排了1亿吨二氧化碳。
另一项研究估计,2012年到2016年加州大旱期间,水电减产让加州损失了24.5亿美元。
国际上的情况又不一样。
几十年来,中国建了数以千计的新水电站,不少规模很大,带动了全球水电的扩张。
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有人担心水库会排放甲烷,研究人员奥科就提到,中国的水库并不属于高排放水库。
中国水电增速虽然在放缓,但到2030年计划新增的装机仍会超过其他任何国家。
专家们的看法很一致:电网不能只靠风能、太阳能和电池。
没有水电和抽水蓄能提供的灵活性和长时储能,就没法做到全天候可靠供电。
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业内人士管水电行业叫“被遗忘的巨人”,上不了头条,但越来越多的人开始明白,没有水电,就没有可靠的电网。
看到这儿,再回头算“100度换80度”这笔账,就不一样了。
美国的项目还在排队,中国正在建设的抽水蓄能装机规模已经是全球第一。
那亏掉的20度电,到底换来了什么?
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说起来有三样东西,都是花钱买不到的。
第一样是“废品回收”。
用电跟潮汐一样有涨有落,白天工厂全开、空调轰鸣,到了深夜大家睡了,发出来的电却没人用。
2023年,中国因为消纳不了被迫丢掉的风电光电超过300亿度。
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这些电不存起来,一分都收不回来。
抽水蓄能把“废电”捡回来,还能还你80度,这是变废为宝。
拿河北丰宁抽水蓄能电站来说,它每年抽水用电87亿度,发电66亿度,表面上“亏”了21亿度。
可它用掉的是电网消化不了的边角料,发出来的是高峰时段值钱的电,还让风电光伏从靠天吃饭的不稳定电源,变成了可调可控的优质能源。
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第二样是“电网保险”。
电网最怕的不是没电,而是突然没电。
2021年美国得州大停电,数百人丧生,经济损失近2000亿美元,原因就是缺少能快速响应的调节电源。
抽水蓄能从静止到满负荷最快只要75秒,比火电机组快十几倍,电网彻底瘫痪了它也能自己启动。
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第三样是“能源主权”。
美伊冲突让全球油价一路上涨,霍尔木兹海峡什么时候解封谁也说不准。
有位伊拉克市民花2000美元买了中国产的光伏板和储能电池,自己给自己发电。
全球八成光伏制造、七成电动汽车产能都在中国,再加上抽水蓄能这张底牌,中国早就铺好了能源自主的路。
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所以专家说抽水蓄能“很赚”,赚的不是电表上那点数字,而是整个能源系统的韧性、经济性和安全性。
笑话“100度换80度”的人,只盯着电表;真看懂这门生意的人,看到的是未来。
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