英国押注飞轮储能以保证电力稳定供应

英国能源运营商正押注于一项古老的技术，以使其电网经得起未来考验，因为传统上帮助稳定电网的发电厂（以火电为主）已经关闭，取而代之的是可再生能源系统。

几个世纪以来，被称为飞轮（flywheels）的旋转金属装置一直被用来为各种机器提供惯性——抵抗运动的突然变化——从陶工的轮子到蒸汽机。

电网运营商现在正在寻求这项技术，为可再生重型电力系统增加惯性，以防止像今年西班牙和葡萄牙那样的停电事故。

在电网中，惯性通常由燃煤和燃气发电厂中的大型旋转发电机提供，通过平滑供需波动来帮助保持稳定的频率。

但太阳能和风能等可再生能源不会增加电网的惯性，通常也无法解决其他问题，如电压控制。飞轮可以模仿发电厂发电机的转动惯量，旋转得更快或更慢以应对波动。

英国雷丁大学气候科学教授David Brayshaw解释说，如果没有旋转涡轮机，“该系统比其他情况更容易波动”。

Brayshaw告诉法新社：“随着可再生能源的水平越来越高，我们将不得不更仔细地考虑这一点。”

-飞轮和电池-

伊比利亚半岛由大量可再生能源供电，在电网无法吸收电压突然激增和频率偏差后，于4月28日陷入黑暗。此后，西班牙政府指责传统发电厂未能控制电压水平。

它可以作为一个警钟，类似于2019年的大停电，在电网频率下降后，英国部分地区陷入黑暗。那次停电促使英国能源运营商NESO启动了所谓的“世界第一”计划，以承包电网稳定项目。

飞轮和电池可以为电网增加合成惯性，但工程学教授Keith Pullen表示，钢制飞轮比锂离子电池更具成本效益和耐用性。

“我并不是说飞轮是唯一的技术，但它们可能是一项非常非常重要的技术，”伦敦大学圣乔治城市学院教授、飞轮初创公司Levist的董事Pullen说。

Pullen警告说，在未来几年，由于波动更大的需求，电网也将变得更加不稳定。随着电动汽车、热泵和耗能巨大的数据中心接入电网，“我们将有更多的冲击载荷……飞轮会消除这些冲击载荷”。

-无碳惯性-

挪威公司Statkraft在利物浦的“绿色电网公园”是NESO为保持照明而承包的项目之一。自2023年开始运营以来，它距离20世纪建造在英国北部城市的前燃煤发电站仅一箭之遥。

但现在，在Statkraft工厂，两个重达40吨（40000公斤）的巨型飞轮代替了蒸汽轮机旋转，为英格兰、苏格兰和威尔士的电网提供了1%的惯性。

每个飞轮都连接到一个同步补偿器上，这是一种类似纺纱机的设备，可以进一步提高惯性，并在利物浦地区提供电压控制服务。

Statkraft的零碳电网解决方案负责人Guy Nicholson表示：“我们正在提供这种惯性，而不会燃烧任何化石燃料，也不会产生任何碳排放。”

根据NESO的数据，截至2023年，英国还有11个类似的同步补偿器和飞轮项目在运行，另有几个项目已签约。

-“不够快”-

英国能源安全和净零排放部发言人Nicholson告诉法新社，政府正在“与我们的行业伙伴密切合作，他们正在开发世界领先的技术，包括飞轮、静态和同步补偿器，以全面改革电力系统”。

但是，Nicholson警告说，“我们建造它们的速度还不够快，无法使电网脱碳”。

英国的目标是到2030年，在95%的时间里用清洁能源为电网供电，然后在未来十年内完全转向可再生能源。

Nicholson说：“目前……我们甚至连一个小时都做不到。”他解释说，即使有足够的太阳能和风能产生，“我们仍然必须运行燃气轮机来保持电网稳定”。

尽管如此，英国和邻国爱尔兰在采用稳定可再生能源重型电网的技术方面似乎走在了前列。

Nicholson说：“在英国和爱尔兰，系统运营商通过承包这些服务处于领先地位。在欧洲大陆，没有同样的动力。我认为这些事情是由事件驱动的。因此，西班牙的大停电将推动变革。”

来源|物理储能网