去年，氣候變化助長的火災在澳大利亞肆虐。
現在，水有機會幫助這個國家擺脫更糟糕的命運——而且不僅僅是作為撲滅未來火災的一種方式。
一家澳大利亞公用事業公司已經制定了計劃，將該國的可再生能源與一項有著幾十年歷史的水利工程技巧相結合。
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如果成功，該設計可以幫助解決可再生能源的最大障礙之一：找到一種儲存風力渦輪機和太陽能電池板產生的多餘電力的方法。對於全球應對氣候變化的鬥爭來說至關重要的是，它還可以減少澳大利亞對煤炭的依賴。
也就是說，如果“國家電池”建成的話。
這個概念本身很簡單——利用低需求週期產生的多餘可再生電力將水抽到山上，然後在電力需求高的時候將水從山上釋放透過渦輪機，既滿足額外的需求，又可以盈利。一般系統涉及兩個獨立的儲水池，其中一個地勢較高，透過水泵和隧道連線。在夜間，水被迴圈抽回到地勢較高的水庫，將其作為蓄水池。
這項技術於 20 世紀 60 年代首次投入商業應用。美國、日本和歐洲已經使用抽水蓄能水電幾十年了，以提高核電站的經濟性，因為核反應堆不能根據電力需求輕鬆地增加或減少功率。挪威科技大學 2013 年的一項研究稱抽水蓄能水電是“當今唯一發展良好且廣泛商業應用的可再生能源儲存形式”。
目前，世界各地安裝的抽水蓄能水電容量約為 130 吉瓦，其中三分之一在歐洲。根據美國能源部的資料，它佔美國現有公用事業儲能的 95%。
澳大利亞南部主要島嶼上的公用事業公司塔斯馬尼亞水電公司希望將這一概念付諸實踐。
它希望建立一個大規模的抽水蓄能系統，該系統將利用未充分利用的夜間風力來運轉水泵並將水返回到更高的地方。當風停下來時，水將透過渦輪機釋放，有助於保持電網穩定。
塔斯馬尼亞水電公司國家電池計劃的專案主管克里斯托弗·格溫表示，像他領導的這種抽水蓄能系統對於澳大利亞透過逐步淘汰高碳電力，特別是燃煤電廠來解決氣候變化的更廣泛計劃至關重要。
格溫解釋說：“澳大利亞大陸各州正在從燃煤發電轉型，並正在迅速轉向主要基於風能和太陽能的系統。在國家層面，這種轉型的挑戰是如何在系統中獲得足夠的儲能，以確保維多利亞州、南澳大利亞州或新南威爾士州的這些新風能和太陽能資源有充足的儲能，以確保我們擁有可靠和安全的供應。”
抽水蓄能水電尚未與非水力可再生能源大規模配對，但塔斯馬尼亞水電公司和其他公司希望花費數十億美元來實現這一目標。
水力發電在塔斯馬尼亞已經很成熟，滿足了該島的大部分電力需求。正在增加更多的風力發電，在兩到三年內，塔斯馬尼亞可能會成為澳大利亞第一個實現完全零排放電力網路的州，結束其從大陸進口煤電的需求。
但塔斯馬尼亞希望更進一步。透過擬議的新海底電力電纜、額外的水力發電能力和新的抽水蓄能系統，規劃者認為該島可以幫助澳大利亞其他州增加無碳風能和太陽能發電，而不會給電網帶來不穩定性。
如果這一願景實現，那麼該國將從主要由煤炭提供電力的電力系統轉變為主要由風能和太陽能提供電力的系統。國家電池和新的海底互連都需要才能使其工作。
格溫說：“如果您不知道互連線即將到來，您肯定不會投資水力發電資產，但互連線的商業案例依賴於這些投資將給市場帶來的價值。我們基本上試圖解決整個先有雞還是先有蛋的難題，並推動整個事情向前發展。”
由於其卓越的儲能能力，抽水蓄能水電正在被追求，而不是更多的電網儲能電池。格溫估計，當今最好的商用電網電池最多隻能依靠四到六個小時。塔斯馬尼亞水電公司設想的抽水蓄能系統可用於備用儲能超過 12 個小時。
2013 年挪威的研究認為，抽水蓄能系統可以“在多個時間範圍內儲存能量，從幾個小時到幾年”。這些系統的使用壽命也遠長於連線電網的化學電池。抽水蓄能系統的使用壽命可達到 50 至 100 年。
國家電池將是一個能源大型專案。
該系統的海底電纜部分被稱為馬裡努斯連線線，將增加兩條能夠將 1,500 兆瓦額外電力從該島輸送到澳大利亞大陸的線路。
馬裡努斯連線線將由輸電公司 TasNetworks 建造，成本約為 30 億美元。
在本週發表的國情諮文中，總理斯科特·莫里森宣佈政府將加快馬裡努斯連線線的審批速度，將該專案列為他政府的首要任務之一。澳大利亞政府已經投入了約 4000 萬美元，以幫助馬裡努斯連線線順利透過設計和審批階段。
TasNetworks 執行長蘭斯·巴爾科姆在一份新聞稿中稱讚了總理的支援。
巴爾科姆說：“塔斯馬尼亞擁有巨大的風能和水力資源，以及抽水蓄能和氫氣生產的潛力。只有建設馬裡努斯連線線才能釋放全部潛力。”
塔斯馬尼亞水電公司希望加強其現有的水力發電基礎設施，以向馬裡努斯連線線提供額外的瓦數。透過建造一個額外的高海拔水庫、新的渦輪機容量和一個地下泵送網路，該公司認為它可以幫助整個塔斯馬尼亞島依靠可再生能源執行，同時向大陸出口大量無排放電力。國家電池概念的成本約為 10 億美元。
國家電池得到了澳大利亞和塔斯馬尼亞政府的全力支援，並且開始吸引投資者的興趣。它並不是澳大利亞唯一正在進行的大型抽水蓄能水電計劃。
新南威爾士州的雪山水電公司正在推進其雪山 2.0 抽水蓄能擴建專案。該公司計劃透過地下電力和泵送系統連線兩個相距 15 英里以上的現有水庫，再次利用未充分利用的可再生能源在低電力需求期間將水抽到山上。
雪山水電公司稱其計劃是“澳大利亞最大的已承諾可再生能源專案”，並表示它將最早於 2025 年開始運營，並從那時起逐步增加，直到實現 2,000 兆瓦的額外發電能力。雪山 2.0 的建設成本可能接近 30 億美元，但雪山水電公司表示，在從澳大利亞政府獲得 10 億美元的股權後，它致力於該專案。
預計會有更多計劃。澳大利亞國立大學 2017 年的一項研究得出結論，整個國家可以轉向 100% 的可再生電力，僅需 36 平方公里的水庫空間緩衝，“這僅是現有人工水庫的一小部分，”澳大利亞國立大學的研究人員表示。
澳大利亞能源市場運營商 (AEMO) 正忙於將新的大型抽水蓄能水電計劃納入該國新的長期綜合系統計劃中，透過更高水平的風能和太陽能發電來大幅改造電網。AEMO 的最新 ISP 草案預計將於下個月釋出。
格溫表示，假設審批順利且資金到位，國家電池和馬裡努斯連線線這兩個專案將在 2020 年代後期投入運營。他似乎對該計劃將認真進行充滿信心。
他說：“隨著我們進一步深入轉型，我認為市場現在意識到電池在進入技術組合時起著至關重要的作用。”
他補充說，抽水蓄能的“關鍵作用”是深度儲能——儲存能量的時間超過 12 小時的能力。
他說：“您越深入這些轉型，可再生能源的滲透率越高，您需要的儲能持續時間就越長。”
經 E&E 新聞許可，轉載自 Climatewire。E&E 在 www.eenews.net 上提供重要的能源和環境新聞的每日報道。