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瑞士阿尔卑斯山中的一块巨型“水能蓄电池”

N.D.德朗斯(Nant de Drance)电站利用两个人工湖泊进行发电:图中左侧下方的老埃莫森(Vieux Emosson)上池水库与埃莫森(Emosson)下池水库。 Nant de Drance / Sébastien Moret

瑞士及其各大水力电站对欧洲实现能源转型可以起到决定性的促进作用,瑞士建在一处较为偏远、地势险峻高山上的新型抽水蓄能电站将弥补波动性很大的风能和太阳能发电带来的不足。

此内容发布于 2021年09月12日 - 09:00
路易吉·尤里奥, Finhaut

“该湖的蓄电能力相当于电动汽车上的400’000多块动力电池。”望着瓦莱州(Valais)阿尔卑斯山脉上的芬豪特(Finhaut)境内1955年建成的人工盆地-老埃莫森湖,资深工程师阿兰·瑟西尔(Alain Sauthier) 肯定的表示。

老埃莫森湖可承纳多达2500万立方米的水量。 Nant de Drance / Sébastien Moret

我们现在所处的海拔高度为2225米,N.D.德朗斯抽水蓄能电站站长阿兰·瑟西尔想带我们见识一下堪称欧洲能效最强之一的“水能蓄电池”的“庐山真面目”。

这家电站利用两个盆地实现发电,一个位于山峰,另一个位于山谷。老埃莫森湖蓄积的湖水被抽调到山谷下池盆地中,以便在用电高峰时发电;而下方约300米处的埃莫森湖这处地势较低的盆地盛纳的湖水又会被重新抽到上池盆地中,在用电低谷能源盈余时进行存储。

“这块生态电池的原理就是对上、下池湖水循环往复地进行利用,该电站运行效率超过80%:我们每使用一千瓦时的电力将水抽到高处,就向电网输入0.8千瓦时的电能。”阿兰·瑟西尔表示。

请观看下面短片来了解该电站的三维空间透视图:

外部内容

早在2012-2016年间,老埃莫森大坝被加高了约20米,其目的是为了提高湖内蓄水容量,从而存储更多能源,阿兰·瑟西尔解释说。

“将来,存储大量电力愈发势在必行,我们会有越来越多的可再生能源去取代核能与化石能源。”他肯定地表示。然而,这位工程师提醒说,太阳能和风能都是变化无常、极不稳定的可再生能源,在我们需要电力的时候,未必这些能源可以发挥效用。正是出于该原因,抽水蓄能发电系统对存储能源、保障电网稳定至关重要。

 从以下影片中了解 "水电池 "的工作原理:

将比萨斜塔(Torre di Pisa)安置于阿尔卑斯山中 

从老埃莫森大坝那里,通过嵌在岩石上的一扇金属大门,我们进入到岩洞中,N.D.德朗斯电站站长要带我们领略一下电站的核心区域-机房。

当我们从电站一条隧道的机车上下来时,瑟西尔回顾了自千禧年以来瑞士最为宏伟的基础设施项目之一的这家电站曾面临的物流与工程挑战,瓦莱州的阿尔卑斯山脉被开凿出18公里长的隧道,数百辆重型卡车通过这条主隧道将从预制办公结构到重达上百多吨的活门等所有材料运到山上。

老埃莫森上池水库的取水口。 Nant de Drance / Sébastien Moret

沿着潮湿黑暗的隧道、头顶上方是600米高的岩层,我们走了几公里后,终于到达了 机房,这个山洞约有200米长、32米宽,最初高度为52米。

“我们甚至可以将比萨斜塔安放在里面。”瑟西尔说。如今,机房的部分空间被装有电动涡轮泵的水泥结构所占据,但是,看上去仍令人印象深刻。

N.D.德朗斯电站的机房。 Nant de Drance / Sébastien Moret

N.D.德朗斯电站的装机容量为900兆瓦,与瑞士格拉鲁斯州(Glarona)林塔尔(Linthal)抽水蓄能电站(多语)外部链接(1000兆瓦)一并跻身于欧洲发电能力最强的电站之列。

抽水蓄能电站对于保障电力储备与电网稳定必不可少。“但是,该项目对瑞士来说有些过于庞大。”这位工程师指出,“N.D.德朗斯电站可以为稳定欧洲电网发挥作用,因为我们位于欧洲的中心,能源输入输出都经由瑞士。如果德国的风力发电生产过剩,我们将利用多余的电力进行抽水蓄能。”

全球共有616’000个潜能区域

在未来,抽水蓄能电站能够存储更多绿色能源,当电力匮乏时,所储能源就可发挥作用,瑞士电力企业联盟(VES)写道,“归功于这些电站,瑞士可以为欧洲不规则电力生产的整合做出贡献。然而,我们也不要对其太过高估,因为首先需要考虑电站现存管线的供电能力。”该协会强调。

“抽水蓄能已是一项成熟技术。”瑞士联邦能源局的贝努瓦·列瓦兹(Benoît Revaz)肯定地表示。无论如何,相对于当前管理条件,完善抽水蓄能系统的灵活性十分必要,他补充说。与其他11个国家一起,瑞士加入了由国际水电协会举办的旨在大力发展抽水蓄能技术的行业论坛。

澳大利亚国立大学(Australian National University)的马修·斯托克斯(Matthew Stocks)表示,全球共有616’000个地区可以建造利用两个盆地进行闭路抽水的蓄能电站,只要建成1%就足以令间歇性能源的储能问题迎刃而解,这位研究人员指出,然而,其评估只是基于纯粹的地理考虑。

对价格做出迅速反应

除了其潜能之外,由瑞士电力供应商Alpiq公司与瑞士联邦铁路公司(SBB)共同所有的N.D.德朗斯电站显然应该达到收支平衡,然而,近几年财政举步维艰的电力行业的现状与电力市场的不可预见性都难以实现这一目标。

N.D.德朗斯发电站将于2022年夏季全面投入商业运行,其运营商希望,当核电站最终得以关闭、可再生能源取代化石能源时,他们可以实现盈利。

绿色经济瑞士专题研讨会

于2021年9月2-3日在温特图尔(Winterthur)举办的专题研讨会上,国企与私企的与会者汇聚一堂,其宗旨是讨论当前生态环境面临的挑战以及寻求解决方案,从而实现联合国的可持续发展目标。可再生能源与原材料的供应和储备都是今年研讨会上的主要议题。

作为媒体合作伙伴,瑞士资讯swissinfo.ch共同组织并主持了一个关于有效并可持续交流的论坛,其中包括关于“解困新闻学” ("solutions journalism")的介绍。

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(译自意大利语:薛伟中)

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