分析揭示了水力发电对电网规模储能的好处

根据美国能源部(DOE)国家可再生能源中心进行的分析，在考虑材料和建筑的全面影响时，闭环抽水蓄能水力发电系统被认为是最有可能加剧全球变暖问题的储能系统。能源实验室(NREL)。这些系统依靠两个水库之间流动的水来发电和储存电力。

这些发现发表在《环境科学与技术》杂志上，为闭环抽水蓄能水电(不与外部水体连接)与其他电网规模的存储技术相比提供了以前未知的见解。

增加储能容量可以支持电网上更多的可再生能源发电。由于风能和太阳能等可再生能源不能持续发电，因此存在限电风险，即产生过剩电力但无法使用。存储将有助于过剩的发电，并在供需之间提供缓冲，确保更多的可再生电力流向消费者。

这篇题为“美国闭环抽水蓄能水电生命周期评估”的论文由NREL战略能源分析中心的DanielInman、GregoryAvery、RebeccaHanes、DylanHettinger和GarvinHeath撰写。

“闭环抽水蓄能水力发电被证明是温室气体排放量最小的，”英曼说。

研究人员分析了储能技术的全球变暖潜力(GWP)，该技术目前是阻碍可再生能源发电最终使用的瓶颈。存储可以帮助提高电网容纳风能和太阳能等可再生能源的能力。抽水蓄能水力发电作为一项成熟技术脱颖而出，但有关与其使用相关的温室气体排放的信息有限。NREL研究对美国新建闭环抽水蓄能水电进行了生命周期评估，并评估了其GWP。

抽水蓄能水电与其他四种技术进行了比较：压缩空气储能(CAES)、公用事业规模锂离子电池(LIB)、公用事业规模铅酸(PbAc)电池和全钒氧化还原液流电池(VRFB)。抽水蓄能水力发电和CAES专为长期存储而设计，而电池则旨在用于较短的时间范围。

“并非所有储能技术都提供相同的服务，”英曼说。“我们研究了压缩空气储能，它可以实现电网规模的储能，并提供电网惯性和弹性等服务。但与压缩空气相比，抽水蓄能水电的温室气体排放量约为四分之一。”

在检查抽水蓄能水力发电时，研究人员根据美国本土35个拟议地点的39项初步设计对他们的研究结果进行了建模。假设闭环抽水蓄能水力发电设施的平均存储容量为835兆瓦，每年平均可提供2,060GWh的存储能量。基本情景还假设电力结构完全来自可再生能源技术。

研究人员计算了输送到最近电网变电站连接点的1kWh存储电力的GWP。他们估计抽水蓄能水力发电的GWP相当于每千瓦时58至502克二氧化碳。

按功能单元计算，水电的GWP最低，其次是LIB、VRFB、CAES和PbAc。他们还确定某些决定可以产生实质性影响。例如，在棕地而不是绿地上建造建筑可以使GWP降低20%。