一项新的研究表明,每个月可以为西北地区大约85,000户家庭供电,这些能源可以存储在该地区的多孔岩石深层地下。通过利用这种储能解决方案,该地区大量的风能资源可以得到充分利用。
这项由能源部太平洋西北国家实验室和邦纳维尔电力局的研究人员完成的工作,确定了两种将这种储能方法付诸实践的实用方法,以及华盛顿东部的两个非常合适的地点。
压缩空气储能解决方案对于该地区来说是一种极具吸引力的解决方案,因为那里蕴藏着巨大的风能潜力。该能量通常在该地区的风最强的夜晚产生。不幸的是,当时的能源需求最低。因此,在电位最高时能够产生最大能量并简单地保存此能量以备后用的方法非常吸引人。压缩空气解决方案的一个显着优势是,可以将此类电厂设计为在几分钟之内非常快速地在储能和发电之间切换。
“随着《可再生能源投资组合标准》要求各州最多有20%或30%的电力来自各种来源,例如风和太阳,压缩空气储能厂可以在帮助管理和将可再生能源整合到西北地区的能源方面发挥重要作用电网”,负责BPA研究的史蒂夫·克努森(Steve Knudsen)说。
新闻稿详细介绍:
所有压缩空气储能厂都在相同的基本前提下工作。当电力充足时,它是从电网中提取的,并用于为大型空气压缩机供电,该空气压缩机将压缩空气推入地下地质存储结构。后来,当电力需求很高时,存储的空气被释放回地面,在地面被加热并冲过涡轮机发电。压缩空气储能厂可以吸收多达80%的电力。
世界上现有的两个压缩空气储能厂(一个在阿拉巴马州,另一个在德国)使用人造盐洞来存储多余的电量。PNNL-BPA研究采用了另一种方法:使用深层地下的天然多孔岩石储层来存储可再生能源。
在过去的十年中,随着公用事业公司和其他公司寻求更好的方法将可再生能源整合到电网中,对该技术的兴趣大大增加。西北地区大约13%的电力(约8600兆瓦)来自风能。这促使BPA和PNNL调查该技术是否可以在西北地区使用。
为了找到潜在的地点,研究小组对哥伦比亚高原省进行了审查,该省是一块厚厚的火山玄武岩层,覆盖了该地区的大部分地区。该团队寻找的地下玄武岩储层至少要深1,500英尺,厚30英尺,并靠近高压输电线路,以及其他标准。
然后,他们检查了华盛顿东南汉福德基地为天然气勘探或研究而钻的井中的公开数据。将油井数据插入PNNL的STOMP计算机模型中,该模型可模拟地下流体的运动,以确定所考虑的各个位置能够可靠地容纳并返回地面的空气量。
在考虑了所有这些数据并进行了分析之后,华盛顿东部的两个站点表现出了其潜力。一方面,哥伦比亚山遗址位于俄勒冈州博德曼的北部,在哥伦比亚河的华盛顿一侧。另一个位于亚基马(Yakima)矿场,位于华盛顿塞拉(Selah)以北约10英里处。
但是,这两个站点非常不同,并且最适合用于两种完全不同类型的压缩空气能量存储。Columbia Hills工地更适合用作常规的压缩空气能源设施。这意味着它将使用少量天然气“来加热从地下储存库释放的压缩空气。然后,加热的空气将产生比典型的天然气发电厂大两倍的功率。”
不过,Yakima矿产站点有很多不同。由于无法获得天然气,因此研究人员不得不提出一种不同类型的设计-一种依靠地热能的设计。该设计通过从深处提取地热来工作,该地热用于运行冷却器以冷却设施的空气压缩机,从而提高效率。然后,当空气返回地面时,地热能可用于重新加热空气。
PNNL实验室研究员和项目负责人Pete McGrail说:“将地热能与压缩空气储能相结合是一个创新的概念,旨在解决Yakima矿场的工程问题。”“我们的混合动力设施概念极大地扩展了地热能的范围,使其超越了传统的可再生基础负荷发电技术。”
研究人员指出,由于积雪融化,这种能量存储系统也可以用于存储该地区的水力发电厂在春季经常产生的多余能量。
对于相关人员而言,下一步将是进行深入分析,量化此类系统可以为该地区带来的利益。此后,该地区的一家公用事业公司有望启动商业化的压缩空气储能示范项目。
最后,这是两个潜在项目的简要概述:
哥伦比亚山遗址•位置:俄勒冈州博德曼北部,在哥伦比亚河的华盛顿一侧•植物类型:常规,将压缩空气存储与天然气发电厂配对。•发电能力:207兆瓦•能量存储容量:231兆瓦•估计的平均用电成本:低至每千瓦时6.4美分•对于频繁的能量存储将很有效•连续存储最多40天
亚基马矿产网站•位置:华盛顿州塞拉以北10英里•植物类型:混合动力,将地热与压缩空气存储配对•发电能力:83兆瓦•储能能力:150兆瓦•估计的平均电力成本:低至每千瓦时11.8美分•不会排放温室气体•未来扩展的潜力
特色图片来源:凯尔菲尔德(Kyle Field)/ CleanTechnica
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