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    我國新型壓縮空氣儲能技術走在世界前列
    發布日期: 2021/6/16 8:27:21

    來源:中國能源報

    6月初,位于河北張家口的國際首套100MW壓縮空氣儲能項目施工現場熱火朝天。

    中儲國能(北京)技術有限公司CEO紀律介紹,以中科院工程熱物理研究所為技術依托,該項目計劃年底投產,“經過多年技術沉淀,當前無論是裝機規模、技術水平,還是系統效率,我國新型壓縮空氣儲能均走在世界前列。”

    解決傳統壓縮空氣儲能瓶頸

    壓縮空氣儲能利用電網負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣,將其儲藏在高壓密封設施內,在用電高峰釋放出來驅動膨脹機帶動發電機發電。早在1978年,德國建成了世界首座大規模壓縮空氣蓄能示范電站,之后,美國、日本和以色列也相繼建設了相關項目。

    “壓縮空氣儲能具有規模大、周期長、單位投資小等優勢,極具發展潛力。傳統壓縮空氣儲能技術來源于燃氣輪機技術,我國相關技術與國外水平相比有較大差距。”紀律告訴記者,壓縮空氣儲能依賴化石燃料燃燒提供熱源,需要特定的地理條件建造大型儲氣室,如巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等,且系統效率僅在50%左右,經濟性相對較差。

    近年來,為解決壓縮空氣儲能技術瓶頸問題,國內外學者開展了新型壓縮空氣儲能技術研發。目前中科院工程熱物理研究所取得了一系列國際領先的技術成果,不僅可以解決傳統壓縮空氣儲能依賴大型儲氣室、依賴化石燃料、系統效率低三個主要的技術瓶頸,還能以儲氣罐替代儲氣室,沒有場地限制,系統效率提升了10%—15%。從2013年開始,中科院工程熱物理研究所技術團隊分別在河北廊坊、貴州畢節建成1.5MW、10M級新型壓縮空氣儲能示范項目,后者系統效率達到60.2%,是目前全球系統效率最高的壓縮空氣儲能系統。

    “在新型壓縮空氣儲能技術上,我國與國外發達國家的起點一致。目前全球已建成的兆瓦級新型壓縮空氣儲能項目的機構有4家,我國處于領先地位。張家口市 100MW先進壓縮空氣儲能示范項目預計年底投運,系統設計效率可提升至70.4%,將進一步鞏固我國在壓縮空氣儲能領域的國際地位。”紀律稱。

    仍處于商業化初期

    數據顯示,截至2020年底,我國已投運的儲能項目累計裝機規模35.6GW,其中抽水蓄能占比達89.3%,壓縮空氣儲能的占比僅為0.03%。世界領先的技術,為何沒能大規模推廣?

    在紀律看來,壓縮空氣儲能是一項高門檻的領域,目前大多研發機構仍處于理論研究和系統分析階段。首先是技術門檻高,壓縮空氣 儲能是多學科交叉、多過程耦合的系統工程,在壓縮膨脹設備、空氣換熱、系統控制集成方面存在較高技術壁壘;其次是單機規模大、總投資較高,系統規模在10MW—100MW級示范工程的建設資金高達數億元,產業化還需要一個過程。

    紀律指出,目前新型壓縮空氣儲能仍處于示范階段,隨著張家口100MW示范項目的建成,將完成百兆瓦先進壓縮空氣儲能型壓縮空氣儲能產品的定性,此后再致力于規?;慨a和推廣。“1.5MW項目系統效率為52%,10MW項目系統效率為60%,100MW系統設計效率達到70%。未來隨著系統規模擴大,其效率將進一步提升至75%以上。系統規模越大、儲能容量越高,系統的效率就越高,隨之單位成本越低、經濟性越好。”在他看來,100MW級項目最具商業推廣條件,是大規模壓縮空氣儲能的真正“賽道”。

    呼喚價格政策盡快出臺

    相關預測顯示,作為新能源發展的關鍵支持技術,到2025年,我國儲能裝機將較目前水平增長10倍以上。

    “要滿足電網系統對大規模、長時間儲能的需求,新型壓縮空氣儲能當仁不讓。與同屬物理儲能方式的抽水蓄能相比,新型壓縮空氣儲能在建設周期和投資成本上更具優勢,抽水蓄能建設周期為6—8年,新型壓縮空氣建設周期僅為1.5—2年,且不涉及移民搬遷問題?;诔樗钅軐Φ乩項l件的要求,未來市場增量有限。”在紀律看來,壓縮空氣儲能同抽水蓄能一樣,都屬于長時大規模,并與電化學儲能及飛輪等形成互補關系。未來壓縮空氣儲能將主要應用于電網側,其次是大規模百萬機組發電側、核電機組和一些火電的靈活性改造方面。

    新型壓縮空氣儲能具有本質上的高安全性。紀律介紹,儲氣罐多為中壓壓力容器,壓力等級較低,且空氣擴散能力很強,不具可燃性,無爆炸和燃燒風險。而采用地下鹽穴儲氣,對地面建筑和人員活動不會產生影響。

    經濟性是行業大規模推廣的前提。日前,國家發改委發布《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》,明確以競爭性方式形成電量電價,將容量電價納入輸配電價回收。此舉有利于提升抽水蓄能電站的盈利能力。

    紀律表示,新型壓縮空氣儲能同樣具備抽水蓄能的功能,價格機制和市場環境將助推行業進一步發展,呼吁相關政策盡快出臺。

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