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颠覆性的储能技术

文章出处:湘能电力网人气:-发表时间:2016-12-03 14:38【

    风能和太阳能是清洁能源的重要来源,但都有波动性。在晚上或无风的日子里,太阳能和风能无法满足电力用户的能源需求,除非我们可以将风能和太阳能储存起来备用。光伏电站建设专家认为储能的魅力就在于可以使这一梦想成为现实。


今年5月份,国家发展改革委、国家能源局印发了《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》,其中,储能技术作为能源互联网和可再生能源产业发展的关键技术被列为中国未来15年的关键创新任务之一。


储能技术将是未来智能电网的重要组成部分,涉及其建设的各个主要环节。储能技术在接纳风电、太阳能发电等间歇性清洁能源入网方面也发挥着不可或缺的重要作用。国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任李俊峰曾表示:“真正影响未来能源大格局的就是储能技术,一旦储能技术能够突破了,其他的都好解决。”


近几十年来,储能技术的研究和发展一直受到各国重视。“广义上来讲,储能可分为物理、电磁、电化学三大类型,压缩空气储能是物理储能的一种。”全球能源互联网研究院电力电子所副所长徐桂芝告诉本刊记者。


压缩空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动膨胀机发电的储能方式。与电池、超级电容等秒级响应的功率型储能技术相比,其响应速度约为分钟级,效率有一定差距,但具有储能容量大、成本低、寿命长且无污染等优点。


自1949年提出压缩空气储能技术以来,围绕提高效率和储能密度,先后发展出传统压缩空气储能技术、绝热压缩空气储能技术、深冷液化空气储能技术和超临界压缩空气储能技术四种主要技术方案。


“压缩空气储能技术将空气液化并存储,同时回收利用压缩过程中的余热以及膨胀过程中的余冷,可提升系统效率。此外,液态空气能量密度高,约是高压储气的10倍甚至更高,安全性好、储气罐成本低,彻底摆脱地理条件限制。液态空气所回收的低温冷能品位高,能量高效储能利用的要求高,进口设备造价高。”徐桂芝向本刊记者介绍了压缩空气储能的优势和不足。


为解决关键设备成本高的难题,国家电网公司目前正在研究高效蒸发器和蓄冷器,“如果研制成功,这将是世界上最先进的技术,相关造价将大幅下降。”徐桂芝表示。


为抢占新型储能技术制高点,2016年国家电网公司研究了压缩空气储能示范工程实施方案,明确了建设规模、组织形式等。工程将依托张北风光储输二期工程建设,通过能量型规模化储能技术,提高新能源消纳水平,发挥风光储输工程的示范作用。


张北的示范项目建成后,将成为世界上储能容量最大的压缩空气储能系统。前期研发团队依据国内设备厂家所提供数据,通过热力学计算分析,开展了系统的工艺方案的设计研究。系统能量密度可达约100wh/L,是传统压缩空气储能系统能量密度的20倍以上。该系统电电转换效率为50~60%。


近百年前,大发明家托马斯•爱迪生就曾畅想利用取之不尽的太阳能源。如今,这一梦想已经变为现实。清洁能源发展之路,虽崎岖,但却是大势所趋。随着新能源发电技术、虚拟同步机技术和压缩空气储能技术的日渐成熟,清洁能源必将迎来更大发展。


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