特别显著的超长时储能优势

在全国范围每年都会有气象异常的时候，在湖南、江西在冬春季节十天半个月阴雨，阳光不见面。在北方也会有数日无风，风力发电低出力。尤其是夏季日照时长，冬季日照时短；夏季能量过盈，冬季能量欠缺，需要通过储能储盈补缺。但是，长达数日的大量存储，或者跨季节性地大容量存储，每年所需要循环的次数仅为个位数，如果是储盈补缺跨季储能，一年仅为一次。此类要求的储能，对存储技术是极大地挑战。

（1）抽水蓄能满足多日能量需要巨大的水库，相应的库容的水库投资巨大，很难获得经济性。而且跨季的蒸发量损失也很大，会极大地降低抽水蓄能的效率。

（2）压缩空气储能，空气压缩赋能后需要巨大的气库，很难有满足条件的天然洞穴，人工气库投资巨大，没有经济可行性。

（3）液流电池储能  存储数日需要的电解液的经济性也是很差的，储存跨季用的电解液，储罐投资、电解液投资经济性都无法接受。

      据能源所刘坚研究：到2060年，电化学储能，LCOS普遍高于10 CNY/(kW·h)；抽水蓄能、压缩 空气、储氢三类技术季节性调节成本将在LCOS 3.5～9.3 CNY/(kW·h)之间。 但作为电费的储能成本而言，上述成本显然还是太高。

      但是固体流重力储能应对长时、超长时储能却有很大的优势。固体介质为就地采挖散料的泥土沙石，几乎是“零”成本。固体重力介质的存放可以采用露天堆场，固体介质本身不流失，不泄漏，重量本身无论存放多长时间也毫无损失。固体重力介质的堆放场地在我国西部荒漠土地的场租是很便宜的，按年租金300元/亩，散料密度1.6t/m³计，堆高12m，垂直投影存放量19.2/m²,每亩堆场存放量12,672t，高差1200m,工程能量密度3kw·h/t，每亩的存放电量38016 kw·h/亩，度电存放成本0.01元/kw·h。因此即使一年只有一次存储循环，度电的存放成本0.01元/kw·h。几乎可以忽略不计。

    固体流重力储能应对长时、超长时储能主要是增加了重力储能介质散料的装卸成本。一个储能循环有二次装载，二次卸载散料的过程，及在散料堆场内的短距离运输。此成本分摊到度电成本预计0.15元左右。 计装载成本0,10元/kw·h，卸载成本0.05元/kw·h。

    装卸成本预计：20m³抓斗，一次装载量30吨， 30吨的散料势能量98kw·h，工程能量88kw·h，一抓斗的运行成本8.8元，二分钟个抓取循环，每小时作业30次，装载设备小时成本 264元/h;  该费用完全可以摊销散料场的装卸设施的投资。

十天风光低出力条件下，重力储能介质散料占地面积计算：

存储能量计算：散料堆场以正常日储能量的10天计算；按平均每二个月发生一次持续10日的风光低出力，每年按发生6次为限。

    1）正常日装机容量1200MW，6000MW·h；

    2）存储10日量=6,000MW·h×10=60,000MW·h。

    3）年循环能量=60,000 MW·h×6 =60,000MW·h×6=360,000MW·h/年

    求存储量60000mw·h重力储能介质散料的占地面积；

   设：1）上下堆场高差1200米， 工程能量密度2.94kw·h/m³;   2）散料密度1.6t/m³，堆场堆高16m，垂直投影单位面积存储能量75.26kw·h/m²；

    60000MW·h储存量介质散料占地面积=60000÷75.26=797,236m²，计800,000²；面积裕量1.2倍。计1000,000m²。上、下各一个堆场，散料堆场总占地面积2000,000m²，（3000亩）。

主要投资：

     场地租金：我国西北荒漠地区场地租金按300元/年·亩计，

                 场地租金=300×1500×2=90万元/年

每年90万元的场地租金成本可以忽略。

     堆场散料装卸设施：抓斗装卸行车共120台，每台200万元，共计24,000万元，其它投资6,000万元。散料堆场共计投资30,000万元。每年资金成本及运维成本算得2400万元/年。

     散料度电装卸成本=2400万元÷360,000MW·h=0.0667元/kw·h；

    固体流重力储能在正常日，满足日内能量平衡度电成本约0.15元/kw·h；在异常天气，长时风光低出力的附加一个装卸循环的装卸成本，度电的装卸成本为0.0667元，二者相加，在长时，超长时的度电成本为0,2167元/kw·h。与电化学储能10 元/kW·h、抽水蓄能、压缩 空气、储氢3.5～9.3 元/kW·h相比，具有特别显著的优势。