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顛覆性的儲能技術

文章出處:湘能電力網人氣:-發表時間:2016-12-03 14:38【

    風能和太陽能是清潔能源的重要來源,但都有波動性。在晚上或無風的日子里,太陽能和風能無法滿足電力用戶的能源需求,除非我們可以將風能和太陽能儲存起來備用。光伏電站建設專家認為儲能的魅力就在于可以使這一夢想成為現實。


今年5月份,國家發展改革委、國家能源局印發了《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030年)》,其中,儲能技術作為能源互聯網和可再生能源產業發展的關鍵技術被列為中國未來15年的關鍵創新任務之一。


儲能技術將是未來智能電網的重要組成部分,涉及其建設的各個主要環節。儲能技術在接納風電、太陽能發電等間歇性清潔能源入網方面也發揮著不可或缺的重要作用。國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心主任李俊峰曾表示:“真正影響未來能源大格局的就是儲能技術,一旦儲能技術能夠突破了,其他的都好解決。”


近幾十年來,儲能技術的研究和發展一直受到各國重視。“廣義上來講,儲能可分為物理、電磁、電化學三大類型,壓縮空氣儲能是物理儲能的一種。”全球能源互聯網研究院電力電子所副所長徐桂芝告訴本刊記者。


壓縮空氣儲能是指在電網負荷低谷期將電能用于壓縮空氣,在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動膨脹機發電的儲能方式。與電池、超級電容等秒級響應的功率型儲能技術相比,其響應速度約為分鐘級,效率有一定差距,但具有儲能容量大、成本低、壽命長且無污染等優點。


自1949年提出壓縮空氣儲能技術以來,圍繞提高效率和儲能密度,先后發展出傳統壓縮空氣儲能技術、絕熱壓縮空氣儲能技術、深冷液化空氣儲能技術和超臨界壓縮空氣儲能技術四種主要技術方案。


“壓縮空氣儲能技術將空氣液化并存儲,同時回收利用壓縮過程中的余熱以及膨脹過程中的余冷,可提升系統效率。此外,液態空氣能量密度高,約是高壓儲氣的10倍甚至更高,安全性好、儲氣罐成本低,徹底擺脫地理條件限制。液態空氣所回收的低溫冷能品位高,能量高效儲能利用的要求高,進口設備造價高。”徐桂芝向本刊記者介紹了壓縮空氣儲能的優勢和不足。


為解決關鍵設備成本高的難題,國家電網公司目前正在研究高效蒸發器和蓄冷器,“如果研制成功,這將是世界上最先進的技術,相關造價將大幅下降。”徐桂芝表示。


為搶占新型儲能技術制高點,2016年國家電網公司研究了壓縮空氣儲能示范工程實施方案,明確了建設規模、組織形式等。工程將依托張北風光儲輸二期工程建設,通過能量型規?;瘍δ芗夹g,提高新能源消納水平,發揮風光儲輸工程的示范作用。


張北的示范項目建成后,將成為世界上儲能容量最大的壓縮空氣儲能系統。前期研發團隊依據國內設備廠家所提供數據,通過熱力學計算分析,開展了系統的工藝方案的設計研究。系統能量密度可達約100wh/L,是傳統壓縮空氣儲能系統能量密度的20倍以上。該系統電電轉換效率為50~60%。


近百年前,大發明家托馬斯•愛迪生就曾暢想利用取之不盡的太陽能源。如今,這一夢想已經變為現實。清潔能源發展之路,雖崎嶇,但卻是大勢所趨。隨著新能源發電技術、虛擬同步機技術和壓縮空氣儲能技術的日漸成熟,清潔能源必將迎來更大發展。


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